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地表地下水整合數值模式於地下水資源管理應用之研究(2/3)
  • 地表地下水整合數值模式於地下水資源管理應用之研究(2/3)

  • ISBN13:9789860473803
  • 出版社:經濟部水利署
  • 作者:國立中央大學
  • 裝訂/頁數:平裝/273頁
  • 規格:30cm*21cm (高/寬)
  • 出版日:2015/12/01
定  價:NT$800元
優惠價: 85680
可得紅利積點:20 點

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商品簡介

地下水資源為台灣地區重要之供水來源之一,其中地下水資源較 豐沛之濁水溪沖積扇與屏東平原近年來均已超限利用,甚而導致嚴重 之地層下陷與地下水環境劣化等議題。雖然地表水與地下水之交互水 體傳輸密不可分,但其水文特性卻存在極大差異,加上台灣地區降雨 時空豐枯不均及新水源開發不易且受限,如何有效運用地表水與地下 水資源的不同時空尺度之水文特性,為維持水資源永續經營之首要任務。 本計畫 104 年度以屏東平原為研究區域,首先蒐集與整理屏東平 原地表與地下水資源潛能評估相關文獻,分析與探討歷年針對屏東平 原地表與地下水數值模擬之邊界條件給定與水文地質參數設定等;綜 觀歷年屏東平原地下水補注量之評估研究,屏東平原地下水年補注量 約介於 11~14 億噸間,平均補注量約為 12.11 億噸/年,豐水年與枯水 年之補注量差距約為 2.5 億噸左右,年平均抽水量約介於 10 至 13 億 噸之間,平均抽水量約為 11.24 億噸/年。 接著本計畫統整中央地質調查所水文地質資料庫鑽探資料與水 利署地下水觀測井鑽探資料,建置與數化屏東平原 3D 水文地質模型; 採用與地調所相同劃分方式,不考慮全新世與更新世地層差異之劃分 方式,但依鑽井資料將各含水層水力傳導係數區分為包括 A 區由礫 石組成、B 區由粗砂及中砂組成及 C 區由細砂、粉砂及泥組成,並考 慮如基盤與阻水層、地表泥層、河道沉積物及嶺口礫岩等水文地質劃 分,採用假設水平及垂直水力傳導係數比值為 10。而岩質含水層因 材質較為均勻,因此假設水平及垂直水力傳導係數比值為 1.0。 整合數值模擬採用 WASH123D 模式建置屏東平原整合地表地下 水數值模型,並以近年三場水文事件進行模式參數檢定與驗證。其中 模擬環境建置的部分:一維河道模擬網格包含旗山溪、荖濃溪、隘寮 溪、高屏溪、東港溪、林邊溪與力力溪等;地表則是建置不規則三角 網格形成的二維網格系統,並在屏東平原兩側靠近丘陵區域及美濃、 龍肚、新威一帶採用較密的網格設定,以反應地形變化特徵;三維地 下網格的部分則是依所建構水文地質概念架構分類,將屏東平原地下 水分區分為 4 層含水層(第一含水層、第二含水層、第三之 1 含水層 及第三之 2 含水層)。參數檢定結果顯示模擬之河川水位趨勢都與觀 測值相符,洪峰的時間也都吻合,另外三場案例之地表淹水模擬結果, 皆與水利署淹水災情勘查結果相符,整體地下水位反應趨勢也與觀測 值變化一致。本計畫完成屏東平原整合地表地下數值模擬系統建置與 案例檢定驗證。 進一步分析所模擬之屏東平原地下水位變化趨勢,這些極端降水 事件過程中在鄰近荖濃溪、隘寮溪與林邊溪山區入流點處有顯著地下 水位變化,分析壓力水頭變動也顯示上述區域有明顯壓力水頭漲上升, 進一步分析地下水流速,也發現這些區域有較大地下水流量,顯示該 區域因地表透水性較佳與地形變化明顯而有較大補注量,未來可進一 步評估規劃地下水資源之開發利用可能,如目前已有高屏溪上游之高 屏大湖與林邊溪上游之大潮州人工湖計畫。 進一步使用所建立之整合地表地下水數值模式,評估屏東平原大 潮州人工湖尚未完工營運前之地下水補注方案與成效之情境模擬。依 模式情境結果顯示,各河川於流出隘口進入平地時之交會點,因坡度 變緩的關係,垂向的流速增大,易形成明顯的地下水補注區,而大潮 州人工湖即位於此區域內。模擬結果顯示地下水補注集中於第一與第二含水層,而南面補注區範圍稍廣,補注區域仍以湖區為主,但整體 而言,該區域地下水補注成效理想。若持續蓄水維持在一定蓄水深, 估算其壓力水頭抬升之影響範圍約為 18 平方公里,所造成的地下水 位抬升,經估算將可使地下含水層增加 3000 萬噸的蓄水量。 本年度成果在透過水文地質模型之檢討與整合地表地下水數值 模式的建置與應用,加強對屏東平原區域地表地下水特性之掌握,可 以提供相關單位重大工程決策前之可行性評估參考依據,也可應用於 地下水資源管理策略擬定,以減少不當之人為過度開發,達成地下水 保育與國土資源永續使用之願景。

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