跳到主要內容區塊

選單

:::

Facebook 社團

:::

網站地圖

:::學術文章

濁水溪沖積扇水文特徵分析與耦合地表地下水數值模擬應用-2015/06/16

  地下水資源的合理開發與使用,應先釐清區域水文循環機制及地下水位之時空變異特徵與成因,並應用足以掌握不同時空尺度地表水與地下水交互作用機制之耦合數值模式,支援相關地下水補注方案與管理策略擬定之評估。

濁水溪沖積扇地下水位長期變化趨勢

  地下水資源在整體水資源運用上扮演極重要角色,但與地表水源在水文循環與機制上存在極大差異,有效的地下水資源管理,需同時考慮不同時、空尺度下地表水與地下水之互動機制與關聯。濁水溪沖積扇地下水資源近年來已超限利用,甚而導致嚴重之地層下陷地下水環境劣化等議題,透過水文特徵分析將可釐清近年之水文環境變化。分析濁水溪沖積扇降水量與地下水位變動趨勢,年降雨量有上升趨勢,而各含水層之年平均地下水位大多呈下降趨勢,說明此區域之水文循環在逐漸改變。再以變異點分析濁水溪沖積扇地下水位,年平均水位的多數變異點發生時間介於1998年及2004年,在變異點發生前的第二及第三含水層地下水位呈明顯減少趨勢的地區,大致與近年彰化與雲林地層下陷嚴重區位吻合。而在變異時間點後呈明顯減少趨勢的地區,第二含水層則大致分布於北港溪北岸(如崙子(1)(2))及朴子溪北岸(如安和(2)(3)),第三含水層則大致分布於烏溪南岸(如國聖(3)),因此應注意上述區域未來之地層下陷潛勢。

相關圖片


濁水溪沖積扇地下水位季節變化特徵

  降水與河水補注地下水補注主要來源,而河川水位原就與降水有極高相關性,分析濁水溪沖積扇10年之平均降水量與地下水位季節性變動,大體而言濁水溪沖積扇地下水位於每年3月至5月處於較低的狀態,自六月開始受梅雨颱風等降雨及河水補注使地下水位逐漸回升,降雨及河水的補注大致有3~4個月的遞延時間,因此地下水位大約在9月至12月間達到高峰。第一含水層的月地下水位大致與月雨量有良好的相關性,地下水位變動較降雨延遲大多小於或等於3個月,第二含水層的月地下水位變化與月雨量之相關性大致由扇頂(小於3個月)向扇尾(大於4個月)遞減,但在濁水溪出海口南北兩岸沿海地區地下水位變化延遲時間較短,皆不超過3個月,顯示除了由扇頂向扇央及扇尾的地下水側向流動外,還有其他的因素在影響該區的地下水位變化。第三含水層之月地下水位變化大致與第二含水層類似。例如扇頂的烏塗(2)地下水位峰值與降雨峰值有2個月遞延,扇央的西螺(1)(2)地下水位(總水頭)峰值與降雨峰值有2個月遞延,但至扇尾的豐榮(1)(2)(3)地下水位(總水頭)峰值與降雨峰值有5個月遞延。

 
相關圖片


耦合地表地下水數值模擬應用

  有效的地下水資源管理,不能僅考慮地下水體,需同時考慮不同時間與空間尺度下,釐清地表水與地下水之互動機制與關聯,完整之耦合地表地下水數值模式可以協助探討如地下水使用區位、合理可使用水量、有效之人工補注方式、管制措施等保育與運用機制等。首先參考中央地質調查所之水文地質分層架構,建立三維水文地質模型,包含4層含水層及3層阻水層與畫分有20種水文地質材質,再建立地下水數值網格包含平原地區14層與山區8層,合計劃分91,482個三角形網格與51,099個節點;地表水部分依實際濁水溪斷面簡化後將河系以二維網格模擬,地表水網格系統有3,837個節點及7,435個三角形網格。海岸線(西側邊界)為潮位邊界,朴子溪下游河段(西南隅)水位為參考定水頭邊界,八卦山台地、斗六丘陵及名竹盆地周遭地區為時變定水頭,以鄰近地下水監測井月平均水位資料,並依地形做調整。以WASH123D(Yeh, et al.,2005)進行濁水沖積扇耦合地表地下水數值模擬應用,以莫拉克颱風事件模擬來校驗地表水參數,在濁水溪水位測站之洪水位峰值與洪鋒時間皆可有效模擬掌握;地下水參數則以長期地下水位模擬校驗,長期趨勢皆相當符合。
  進一步耦合地表地下水數值模擬,結果顯示除河系與地表入滲補注外,來自名竹盆地及斗六丘陵一帶之側向補注亦相當重要,且受地形及水文地質材料特性影響,多數地下水會向北及西北進入彰化地區,而地層下陷較嚴重之雲林地區,地下水來源則是從沖積扇南側流入。進一步模擬在無任何人為抽用地下水假設下之地下水位年際尺度(10年)變動,結果顯示扇頂處明顯受季節性變化影響,尤其是隘口處北邊水位變動較大;扇央附近測站則是整體變動幅度較小,模擬值最低水位與觀測值相差約1公尺以上,顯示該區域抽水的影響較小;扇尾處則是部分沿海區域模擬值變化趨勢規律,觀測值皆變化劇烈,顯示受抽水的影響較劇,而模擬值平均高於觀測值約2公尺左右。因此濁水溪沖積扇地下水位受人為抽取影響,部分扇央處可能會有1公尺以上的差距,扇尾區地下水位可能有超過2公尺的差異。

濁水沖積扇耦合地表地下水數值模擬應用 濁水沖積扇耦合地表地下水數值模擬應用
濁水沖積扇耦合地表地下水數值模擬應用

相關圖片

  • 濁水沖積扇耦合地表地下水數值模擬應用

回應清單

  • 好文章~

    By    Angered OR
  • 請問集集攔河堰拆掉,對地下水補助及地層下陷的改善會是如何?!

    By    施月英
  • 有效的地下水資源管理可以讓人清楚掌握數字

    By    蔡蔡籽
  • 文章分析的很仔細呢!

    By    Flower Lion

頁次導航列

文章回應

[驗證碼],請輸入:C6BR
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02
2018/02/02