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研究生: 洪碩遠
Hong, Shuo-Yuan
論文名稱: 應用標準化地下水位指數法評估屏東平原地下水資源開發量
Evaluating the Development of Groundwater Resources in the Pingtung Plain using the Standardized Groundwater Index
指導教授: 李振誥
Lee, Cheng-Haw
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 資源工程學系
Department of Resources Engineering
論文出版年: 2023
畢業學年度: 111
語文別: 中文
論文頁數: 84
中文關鍵詞: 標準化地下水指數法(SGI)MODFLOW屏東平原地下水適宜開發地區地下水資源開發量
外文關鍵詞: Standardized Groundwater Index(SGI), MODFLOW, Pingtung Plain, suitable areas for groundwater development, development of groundwater resources
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  • 近年來由於氣候變遷的影響,使降雨越來越極端,缺水年水資源缺乏的問題也越來越嚴重,因此需要更加良好的水資源規劃來因應。本研究應用標準化地下水指數法(SGI),計算出屏東平原各地下水位測站的SGI180和SGI360,並以SGI值-1為標準,進行缺水水位的選取,再計算日平均地下水位與SGI條件下平均地下水位差值,並考量整年度、豐水期與枯水期三種情況,篩選出共通皆前十小的測站,並剔除法規限制的地區,最終選出海豐與內埔為地下水適宜開發地區,再額外加上預計開發伏流水的荖濃溪與隘寮溪匯流口,一同進行後續的評估。接著使用Groundwater Modeling System(GMS)中的MODFLOW模組來建立屏東平原水文地質數值模型,先輸入各項水文地質資料,再進行穩態率定、暫態率定和模型驗證,模型結果顯示第一含水層的誤差最小,和屏東平原降雨及灌溉補注量為8.2(億噸/年),邊界側向入流量為2.91(億噸/年),河川滲漏量為2.1(億噸/年),海水流入量為1.03(億噸/年),總入流量為14.24(億噸/年);流入河川量為2.62(億噸/年),抽水量為11.13(億噸/年),流入海中量為0.06(億噸/年),總出流量為13.81(億噸/年),各項數據介於前人研究之間,代表模型正確可用,接著進行井效益評估,模擬結果顯示每1公尺水位洩降的開發量分別為海豐13588(噸/日)、內埔2521(噸/日)和荖濃溪與隘寮溪匯流口10732(噸/日),最後設定五種不同的情境來評估地下水資源開發量和開發所帶來的影響,並計算每個月地下水開發量,探討豐、枯水期地下水開發量的差異。

    In recent years, due to the impact of climate change, rainfall has become increasingly extreme, and the problem of water scarcity during drought years has also become more severe. Therefore, there is a need for better water resource planning to cope with these challenges. This study applies the Standardized Groundwater Index (SGI) method to calculate the values of SGI180 and SGI360 at groundwater level monitoring stations in the Pingtung Plain. Using SGI value of -1 as the standard, this study selects the groundwater level at which a water shortage occurs and calculates the difference between the daily average groundwater level and the average groundwater level under SGI conditions. Considering the whole year, wet season, and dry season respectively, this study selects the top ten common stations and excludes areas with regulatory restrictions. Finally, this study selects Haifeng and Neipu as suitable areas for groundwater development, and additionally included the projected development of subsurface water at the confluence of Lao-Nong River and Ai-Liao River mouth for subsequent evaluation. Next, this study uses the MODFLOW module within the Groundwater Modeling System (GMS) to build a hydrogeological numerical model for the Pingtung Plain. The model results indicate that the error for the first aquifer is minimal, and the data aligns with previous research, confirming the correctness and usability of the model. Next, this study proceeds with the well-benefit analysis. Finally, this study considers five different scenarios to assess the development of groundwater resources and its impacts. This study also calculates the monthly development of groundwater resources for each scenario and investigate the differences between wet and dry periods.

    中英文摘要I 誌謝VI 目錄VII 圖目錄IX 表目錄XI 第一章緒論1 1.1研究動機與文獻回顧1 1.2研究目的與研究流程3 第二章研究區域與理論模式5 2.1研究區域5 2.1.1研究區域概述5 2.1.2研究區域水文地質概述6 2.2標準化地下水位指數法(Standardized Groundwater Index)11 2.3誤差13 2.3.1 R2(R squared)13 2.3.2 MAE(Mean absolute error)13 2.3.3 RMSE(root-mean-square error)13 第三章屏東平原水文地質數值模型之建立14 3.1水文地質數值模型建立流程14 3.2地下水位資料15 3.3數值網格與高程19 3.4邊界條件22 3.5各項水文地質參數23 3.5.1初始水力傳導係數23 3.5.2初始比出水量和初始比儲水率26 3.5.3初始抽水量26 3.5.4初始降雨入滲27 3.5.5河川30 3.5.6初始水位31 3.6水文地質數值模型率定與驗證31 3.6.1穩態率定32 3.6.2暫態率定34 3.6.3模型驗證35 3.7水平衡分析36 第四章結果與討論38 4.1地下水適宜開發地區選址38 4.1.1 SGI180和SGI360缺水水位選取38 4.1.2地下水位管理線40 4.1.3 SGI條件下平均地下水位與日平均地下水位差值等值圖41 4.1.4地下水適宜開發地區選址46 4.2 荖濃溪與隘寮溪匯流口伏流水工程52 4.3地下水資源開發量評估53 4.3.1井效益評估53 4.3.2情境分析55 第五章結論與建議65 5.1結論65 5.2建議66 參考文獻67 附錄A屏東平原水文地質數值模型暫態率定等值圖72

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