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研究生: 江旻樺
Chiang, Min-Hua
論文名稱: 以明渠淡化廢棄鹽田土壤含鹽量之研究
Study on Soil Desalination of Derelict Salt Field with Open Channel
指導教授: 陳景文
Chen, Jing-Wen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2014
畢業學年度: 102
語文別: 中文
論文頁數: 98
中文關鍵詞: 廢棄鹽田濕地復育數值模擬COMSOL
外文關鍵詞: Derelict salt field, Wetlands restoration, Numerical simulation, COMSOL
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  • 台灣早期為了經濟的發展,將大量的沿海濕地開發成為鹽田,但隨著經濟的成長,需要大量人力的鹽田產業已遭到廢棄,由於鹽田土壤的鹽分含量頗高,不利於植物的生長,使廢棄鹽田已無法形成為有效生態區域。
    若要藉由自然力將土壤中的鹽分帶走,則必須藉由降雨後的融淋作用配合水的流動將鹽分排出,但是由於鹽田大多處於沿海低窪處,排水不易,因此雨水無法將土壤鹽份有效帶出鹽田。
    為加速鹽田濕地的生態復育,必須藉由工程方法營造出適合的水洗環境,使流水路網能穩定循環,當土壤鹽度下降至某一程度後,植物便能在此空間開始繁衍,回復原有的自然濕地風貌並進而提升生物多樣性。
    本研究希望藉由在廢棄鹽田上建置明渠使廢棄鹽田中產生活水網路,使土壤中的鹽分濃度降低,但是由於明渠的建置需要大量的經費,因此本研究先利用COMSOL數值模擬軟體,來模擬不同尺寸渠道的水流,對於廢棄鹽田土壤鹽份濃度淡化的成效,並藉由模擬結果,找出合適的渠道尺寸。
    模擬成果顯示,越大尺寸的渠道具有越大的淡化範圍,但是小尺寸的渠道則具有較佳的淡化效率,且在三年以上長時間的淡化後,梯形渠道具有較佳的淡化效果。本研究成果期望可做為往後鹽田濕地復育水路規劃的依據,進而能夠建立四草鹽田濕地,推廣在地生態觀光。

    In the early nineteen century for the economic development reason, a large number of coastal wetlands are developed as salt field. With the economy growth, the high labor power required salt industry has been abandoned. Due to the high volume of salinity, the salt field has been wasted.
    This study uses COMSOL numerical simulation software to simulate the results of the desalination of the salt fields with the flows in varied channels sizes. Based on the results, the efficient open channel will be suggested.
    The simulation results had shown that larger size channel has a greater range of desalination. However, the small size channel has better efficiency of desalination. The study results can be used as the basis of the wetland restoration planning and able to expand the Wetland of Sihcao, furthermore, to promote the local eco-tourism.

    摘要 I Extend Abstract III 目錄 IX 表目錄 XIII 圖目錄 XV 符號說明表 XVII 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 研究動機 1 1.3 研究目的 2 1.4 研究架構 3 第二章 文獻回顧 5 2.1 鹽田產業歷史發展 5 2.1.1 鹽田文化村的前身-南寮鹽村的發展 5 2.1.2 鹽田型式、類型 7 2.2 濕地的定義與功能 8 2.2.1 濕地的定義 8 2.2.2 濕地的分類 8 2.2.3 濕地的功能 9 2.3 國內外案例回顧 11 2.3.1 七股鹽田濕地 11 2.3.2 美國舊金山南灣曬鹽池灘地復育計畫 13 第三章 研究區域介紹 21 3.1 研究基地概述 21 3.2 台南氣候環境 23 3.2.1 氣溫 24 3.2.2 降雨量 24 3.2.3 溼度 26 3.2.4 日照 27 3.2.5 颱風 27 3.3 地下水文 28 3.4 地質與地層 28 3.5 環境生態 31 3.5.1 水域生態 31 3.5.2 陸域生態 33 第四章 參數分析與模型建置 37 4.1 COMSOL軟體介紹 37 4.1.1 COMSOL操作步驟 37 4.2 相關理論 38 4.2.1 Navier-Stokes方程式 39 4.2.2 Darcy定律 40 4.2.3 Darcy-Buckingham方程式 41 4.2.4 Richards 非飽和水分傳輸公式 42 4.2.5 Mualen模式 43 4.2.6 保水曲線(Water retention curve) 43 4.2.7 van Genuchten 模式(VG modle) 45 4.3 現地取樣與實驗室試驗 45 4.3.1 土壤取樣說明 45 4.3.2 土壤鹽度試驗 46 4.3.3 阿太堡限度及含水量試驗 47 4.3.4 比重試驗 48 4.3.5 土壤的滲透性試驗(變水頭試驗) 49 4.3.6 土壤保水曲線繪製 50 4.4 模型建置與參數選取 52 4.4.1 模型建置 52 4.4.2 參數選取 53 4.4.3 渠道流速分析 54 4.4.4 渠道尺寸種類 54 4.4.5 土壤含鹽濃度淡化之時間 55 第五章 模擬成果分析 57 5.1 流速分析 59 5.2 不同尺寸渠道土壤含鹽濃度淡化之有效範圍 60 5.3 不同尺寸渠道土壤含鹽濃度之淡化效率 63 5.4 相同渠道斷面積下的土壤鹽份淡化範圍分析 67 第六章 結論與建議 71 6.1 結論 71 6.2 建議 73 參考文獻 75 附錄 79

    參考文獻
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    http://wetland-tw.tcd.gov.tw/WetLandWeb/wetland.php?id=181
    6. 台灣濕地保育聯盟網站,http://www.wetland.org.tw/
    7. 台灣國家公園網站,
    http://np.cpami.gov.tw/chinese/index.php?option=com_content&view=article&id=82&Itemid=128&gp=1
    8. 拉姆薩濕地公約Ramsar Convention,
    http://www.ramsar.org/cda/en/ramsar-ome/main/ramsar/1_4000_0__
    9. 國立生物海洋博物館,
    http://www.nmmba.gov.tw/Education/SchoolResource/Environment02/Environment02_02

    下載圖示 校內:2024-02-13公開
    校外:2024-02-13公開
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