臺灣博碩士論文加值系統

96 年10 月7 日科羅莎颱風帶來強烈豪雨，造成新竹縣尖石鄉之錦屏村美人湯溫泉區後方土石崩塌，此地區之崩滑問題值得注意；本研究於尖石地區之裂隙岩層試驗井場與附近地區採集地下水(井水)及地表水(河水、山溝滲水、溫泉水)共21 個取樣點，自2008 年5 月至2009 年5 月每月採集水樣一次，分析其水文地化特性，包含：H、O 穩定同位素及主要陰、陽離子濃度，藉此瞭解此區域的離子濃度之時間及空間變化，以建立新竹尖石地區之水文地化指標與邊坡滑動之關聯性。以同位素資料指出，當累積雨量增加或減少時，地表水同位素值亦會減輕或變重，乃是因雨量效應的關係，而因地下水流場的不同，使得同位素值有不規律的變化產生，而利用新採集之雨水水樣，可將舊有的當地天水線更新，會使研究期間的同位素資料更符合天水線的變化；陰、陽離子濃度之Piper 圖顯示水體型態有些許變動，因水－岩石作用，例如：溶解作用、陽離子交換…等，使得不同採樣點中，造成離子濃度的變化，而流徑長度會影響離子濃度的變化，因離子濃度會隨流徑越長而增加，利用空間分析探討離子濃度的變化，可發現變化性極小。

On October 7, 2007, heavy rains of Krosa typhoon resulted debris flow at Jin-Ping village of Chien-Shih, Shinchu. This hazard worth to be noticed. This research collects groundwater and surface water from NCU Research well field and nearby areas with a total of 21 sampling sites. Water samples were collected and analyzed once evey month from May/2008 to May/2009, hydrogen and oxygen stable isotopes as well as major cation and anion were analyzed. The relations of hydrogeochemical indicator and slope movement in the study area can then be derived. Furthermore, the influence of precipitation to stable isotope can also be observed. Additionally, the updated precipitation data can be used to establish local meteoric water line, at least during the period of study. Results of Piper diagram show that water body exhibit different water types, due to the
variation of their ionic concentration as well as flow path. The spacial variation of hydrochemistry is limited in the study area.

一、緒論................................ 1
1-1 前言................................ 1
1-2 研究動機與目的...................... 1
1-3 內文概述............................ 2
二、文獻回顧及區域概況.................. 3
2-1 山崩與地滑機制...................... 3
2-2 區域概況............................ 5
2-2-1 地層.............................. 6
2-2-2 地質構造.......................... 7
2-3 水化學方法：........................ 9
三、研究方法及步驟...................... 19
3-1 研究步驟............................ 19
3-2 樣本採集............................ 20
3-3 採樣方法............................ 22
3-3-1 地下水............................ 22
3-3-2 地表水............................ 23
3-3-3 雨水.............................. 23
3-4 水化學測定方法...................... 24
3-4-1 水質分析.......................... 26
3-4-2 原子吸收光譜儀.................... 27
3-4-3 離子層析儀(Ion Chromatography, IC) 30
3-4-4 滴定.............................. 33
3-4-5 穩定氫氧同位素.................... 34
3-4-6 實驗之品保品管.................... 37
四、結果與討論.......................... 39
4-1 穩定氫氧同位素分析.................. 39
4-1-1 雨水同位素分析.................... 39
4-1-2 地表水同位素分析.................. 40
4-1-3 地下水同位素分析.................. 41
4-1-4 綜合討論.......................... 44
4-2 水化學結果分析...................... 47
4-2-1 離子組成.......................... 48
4-2-2 主要離子特徵...................... 52
4-2-3 水體型態.......................... 72
4-2-4 綜合討論.......................... 75
五、結論與建議.......................... 81
六、參考文獻............................ 84

Bogaard T., Guglielmi Y., Marc V., Emblanch C., Bertrand C., Mudry J. “Hydrogeochemistry in landslide research: a review ”, Bulletin de la Societe Chimique de France, Vol 178(2), pp. 113-126, 2007.
Craig H. “Isotopic variations in meteoric water ”, Science, Vol 16, pp. 1702-1703, 1961.
Coleman M.L., Shepherd T.J., Durham J.J., Rouse J.E., Moore
G.R., “Reduction of water with Zinc for hydrogen isotope
analysis ”, Analytical Chemistry, Vol 54, pp. 993-995, 1982.
Epstein S. and Mayeda T., “Variation of O18 content of water from natural sources ”, Geochimica et Cosmochimica Acta, Vol 4, pp. 213-224, 1953.
Guglielmi Y., Bertrand C., Compagnon F., Follacci J.P., Mudry J., “Acquisition of water chemistry in a mobile fissured basement massif: its role in the hydrogeological knowledge of the La Clapière landslide (Mercantour massif, southern Alps, France) ”, Journal of Hydrology, Vol 229, pp. 138-148, 2000.
Guglielmi Y., Vengen J.M., Bertrand C., Mudry J., Follacci J.P., Giraud A. “Hydrogeochemistry: an investigation tool to evaluate infiltration into large moving rock masses (case study of La Clapière and Séchilienne alpine landslides) ”, Bulletin of Engineering Geology and the Environment, Vol 61, pp. 331-324, March 2002.
Montety V. de, Marc V., Emblanch C., Malet J.-P., Bertrand C., Maquire O., Bogaard T. A. “Identifying the origin of groungwater and flow processes in complex landslides affecing black marls:84 insights from a hydrochemical survey ”, Earth Surface Processes and Landforms, Vol 32, pp. 32-48, 2007.
Piper A.M., “A graphic procedure in the geochemical
interpretation of water analysis ”, American Geophysical Union, Vol 25, pp. 914-923, 1944.
Peng T. S., Wang C. H., Lai C. T., Ho F. S-K., “Using hydrogen, oxygen, and tritium isotopes to identify the hydrological factors contributing to landdlides in a mountainous area, central Taiwan ”, Environmental Geology, Vol 52, pp. 1617-1629, January 2007.
Wang C. H., Kuo C. H., Peng T. R., Chen W. F., Liu T. K., Chiang C. J., Liu W. C., Hung J. J., “Isotope characteistics of Taiwan groundwater ”, Western Pacific Earth Sciences, Vol 1(4), pp. 415-428, 2001.
王淑姿，彭宗仁，汪中和，「南投烏溪流域河水之氧同位素研究：以2001 年桃芝颱風為例」，農業學報，53(2)，13~33 頁，民國九十二年。
王淑姿，「南投烏溪流域河水之氫氧同位素研究」，國立中興大學，碩士論文，民國九十二年。
江崇榮、汪中和，「以氫氧同位素組成探討屏東平原之地下水補注源」，經濟部中央地質調查所彙刊，第十五號，49∼67 頁，民國九十一年九月。
范家華，「梨山農作區水體之水化學及硝酸鹽的氮氧同位素研究」，國立中興大學，碩士論文，民國九十四年。
高雨瑄、許少華、汪中和、彭宗仁，「花蓮溪流域鳳林地區地表地下水之氫、氧同位素時空分布特徵」，農業工程學報，第五十三卷(2)，22~30 頁，民國九十六年六月。
高雨瑄，「花蓮溪流域地下水與地表水之氫、氧同位素組成之時空分布特徵」，逢甲大學，碩士論文，民國九十五年。
陳信雄，崩塌地調查與分析，渤海堂，台北市，民國八十四年。
陳佩芬、汪中和、何麗如，「台灣的氫氧同位素天水線」，地質，第十卷(1)，21∼28 頁，民國七十九年。
彭宗仁、劉聰桂、汪中和，「屏東平原地下水穩定氫氧同位素之初步結果」，地質，第十三卷(2)，117~130 頁，民國八十二年。
彭宗仁、汪中和、劉滄棽、洪玉倫，「由氫氧同位素組成顯示南投烏溪上游集水區之水文及環境的意涵」，台灣農業化學與食品科學，第四十卷(4)，238~253 頁，民國九十一年八月。
彭宗仁、汪中和、劉滄棽，「宜蘭地區雨水之氫氧同位素變化」，台灣農業化學與食品科學，第四十卷(5)，336∼346 頁，民國九十一年十月。
彭宗仁、汪中和，「由同位素及水文證據顯示921 集集地震為烏溪集水區地表水文之影響」，土壤與環境，第六卷(4)，223∼236 頁，民國九十二年十二月。
彭宗仁、謝永旭、劉滄棽，「雲林地區地下水之水化學特徵及鹽化」，中華水土保持學報，36(2)，173∼189 頁，民國九十四年。
黃宏斌、涂肇斌，謝孟荃，「石門水庫集水區崩塌地之調查研究」，農業工程學報，第五十二卷(3)，32∼45 頁，民國九十五年九月。
塗明寬、陳文政，台灣地質圖說明書－竹東圖幅，第十三號，中央地質調查所，民國八十年。
葉信富、徐國錦、李振誥、汪中和，「利用環境同位素評估地下水補注來源及季節性變化」，2008 水利工程研討會，I19-1~I19-6 頁，逢甲大學，台中市，2008 年08 月。
廖瑞堂、吳佳陵、陳志南，「崩塌地之地下水調查方法探討」，地工技術，第104 期，75∼86 頁，民國九十四年六月。
劉瓊霦、陳春雄、金恆鑣，「以主成份分析探討福山試驗林哈盆溪流域水化學的空間變異性」，台灣林業科學，第十九卷(4)，363∼374 頁，民國九十三年。
簡銘成，「屏東平原林邊溪流域地下水補注之研究」，國立屏東科技大學，碩士論文，民國九十六年。
行政院環境保護署: 監測井地下水採樣方法。97 年4 月，取自http://www.niea.gov.tw/niea/WATER/W10353B.htm
行政院環境保護署: 河川、湖泊及水庫水質採樣通則。97 年4月，取自http://www.niea.gov.tw/niea/WATER/W10451C.htm
行政院環境保護署: 水中鹼度檢測方法－滴定法。97 年4 月，取自http://www.niea.gov.tw/niea/WATER/W44900B.htm
新竹縣政府:十三鄉鎮介紹。97 年5 月，取自http://www.hsinchu.gov.tw/modules/v3_happy/township/default.asp