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研究生: 葛立威
Ko, Lei-Wei
論文名稱: 應用標準化地下水指數法評估濁水溪沖積扇地下水資源開發區位及可開發量之研究
Estimating Potential Area and Amount of Groundwater In Zhuoshui River Alluvial Fan Using 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: 127
中文關鍵詞: MODFLOWSGI濁水溪沖積扇地下水資源開發區位地下水可開發量
外文關鍵詞: MODFLOW, SGI, Zhuoshui River Alluvial fan, Exploitable groundwater quantity, Goundwater resource development
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  • 近年來全球面臨極端氣候的嚴重影響,由於降雨型態的改變,許多地區面臨嚴重的水資源問題,而台灣受到自然條件的限制,縱使降雨量高於世界平均水平,卻仍然存在著缺水問題。因此需要更好地使用和管理臺灣各種水利設施。本研究使用標準化地下水位指數法(SGI),評估濁水溪沖積扇地區半年尺度與一年尺度下的地下水位相對強度變化,爾後在SGI計算結果中發現,區域內的地下水具有二種不同的特性,考量到水文地質特性和地下水位的變化型態,將研究區域劃分為北區和南區,而後將一般情況水位和低水位情況水位進行比較,觀察不同測站在低水位時的變化差異,進一步推估適合進行開發的區域測站,然而濁水溪沖積扇地區受到嚴重的人為影響,因此本研究將結合研究區域的現況進行篩選,排除目前不適合開發的區域測站,篩選條件包括地層下陷嚴重區和地下水位低於下限水位區,最終得出濁水溪沖積扇地區的長期優選開發區域測站為彰化的線西、花壇和田尾測站與雲林的虎溪及溫厝測站。本研究利用地下水流數值模式(GMS)建立濁水溪沖積扇的水文地質模型,並模擬五個長期優選開發區域測站在不同抽水速率下地下水位的變化,以評估該區域的可開發量。

    In recent years, the world has faced the severe impacts of extreme climate conditions, leading to serious water resource issues in many regions. Despite Taiwan's higher-than-average rainfall, it continues to experience water scarcity due to natural constraints. Therefore, there is a need for improved utilization and management of various water facilities in Taiwan. This study employs the Standardized Groundwater Index (SGI) method to evaluate the relative intensity variations of groundwater levels at half-year and one-year scales in the alluvial fan area of the Zhuoshui River. Through the SGI calculation, it is discovered that the region exhibits two distinct characteristics of groundwater in Zhuoshui River alluvial fan. Taking into account the hydrogeological features and variations in groundwater levels, the study area is divided into northern and southern regions. Furthermore, a comparison is made between normal and low groundwater levels at different monitoring stations to observe the variations during low-water -level periods. This aids in further estimation of suitable areas for water resource development. However, the alluvial fan area of the Zhuoshui River is heavily influenced by human activities. Therefore, this study combines the current conditions of the study area to screen out areas that are currently unsuitable for development. Screening criteria include regions with significant land subsidence and groundwater levels below the lower limit. Ultimately, the long-term preferred development stations in the alluvial fan area of the Zhuoshui River are identified as Xianxi, Huatan, and Tianwei stations in Changhua, as well as Huxi and Wencuo stations in Yunlin. This study utilizes a groundwater flow numerical model (GMS) to establish a hydrogeological model of the Zhuoshui River alluvial fan. It then simulates the changes in groundwater levels at five selected long-term preferred development stations under different pumping rates to evaluate the exploitable amount in the region.

    中英文摘要 I 目錄 VI 圖目錄 VIII 表目錄 XII 第一章 緒論 1 1.1研究動機與文獻回顧 1 1.2 研究流程與論文架構 4 第二章 研究區域 7 2.1 地理環境概述 7 2.2 水文地質概述 8 2.3 地下含水層分層 9 第三章 研究方法 12 3.1 研究資料選取 12 3.2 乾旱度評估 13 3.2.1 標準化地下水指數評估法(Standardized Groundwater Index,SGI) 14 3.2.2 標準化地下水指數評估法累積時間長度選取 15 3.3 地下水管理水位訂定 19 3.4 地下水流數值模式(MODFLOW) 21 第四章 地下水流數值模式建置 23 4.1 邊界範圍和條件 23 4.2 模式層與網格劃分 24 4.3 水文地質參數和其他參數設定 27 4.3.1 水力傳導係數 27 4.3.2 儲水係數 28 4.3.3 補注量 29 4.3.4 抽水量 30 4.3.5 河川模組 31 4.3.6 初始水位 32 4.4 地下水流數值模式率定與驗證結果 34 4.4.1 穩態率定 34 4.4.2 暫態率定 37 4.4.3 模式驗證 41 第五章 結果與討論 48 5.1 地下水位測站區域水位狀態指數 48 5.2 標準化地下水指數評估法和地下水分區 50 5.3 地下水位管理標準線 56 5.4 優先選擇開發測站 57 5.5 合適開發區位 65 5.6 合適開發區域抽水模擬 71 5.6.1 可開發量評估 71 5.6.2 情境分析 74 第六章 結論與建議 76 6.1 結論 76 6-2 建議 77 參考文獻 79 附錄A地下水流數值模式暫態率定等值圖 84 附錄B地下水流數值模式驗證模擬等值圖與對角誤差圖 121 附錄C各測站SGI180和SGI360條件下出現低水位訊號之年分 125

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