| 研究生: |
許良賜 Hsu, Liang-Tzu |
|---|---|
| 論文名稱: |
使用調和分析推估阻水層水文特性之研究 The study of using harmonic analysis to estimate aquitard properties |
| 指導教授: |
徐國錦
Hsu, Kuo-Chin |
| 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: | 2005 |
| 畢業學年度: | 93 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 98 |
| 中文關鍵詞: | 水力擴散係數 、同位素 、頻譜 、阻水層 、調和分析 |
| 外文關鍵詞: | harmonic analysis, aquitard, hydraulic diffusivity, isotope, spectral |
| 相關次數: | 點閱:179 下載:9 |
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現存之地下水觀測井網中,不乏富水層之水文地質參數,但阻水層的性質卻異常地缺乏。本研究以推求阻水層水力擴散係數為目的,並配合現場已有的水文地質資料,將可較清楚地描述區域水文地質狀況。本研究為建立一套方法,針對受季風氣候影響的降雨入滲至地下水層,地下水觀測井量測上下富水層間水位之長時序變化,以推估現地阻水層水文地質參數。推估參數的步驟可分為兩個階段,首先將地下水位受季節性降雨影響的地下水位時序資料,進行頻譜分析求得以一年為週期的調和成分,進而使用調和分析振幅與相位方法求取水力擴散係數,配合現有的富水層水力參數,最後將理論應用於台灣西部的濁水溪沖積扇,推估阻水層的水文地質參數,將阻水層水力擴散係數定量的結果顯示偏高的情況,並與同位素資料比對,以解釋同位素在阻水層地震前後異常變化及地下水因地震事件所造成的運動行為,並且可用於推算由於自然或人為因素所改變之水文地質性質。
Aquifer properties are usually not available in Taiwan due to the fact that the groundwater monitoring system was initially set up for water supply. However, aquitard may change the flow field and solute transport in field. To obtain the aquitard property becomes a challenge task in site characterzation. In this study, a harmonic analysis was used to obtain aquitard property in situ. Time series of the groundwater level in upper and lower aquifer were used. Harmonic analysis includes two steps. First, groundwater level data were decomposed using Fourier series analysis. Spectrum and phase shift were calculated. Secondly, hydraulic diffusivity was calculated using one-dimensional flow modal. The approach was applied to Choshuishi alluvial fan. This is the first time that the spatial distribution of aquitard was explored.
Bendat, J. S., A. G.. Piersol , Random data : analysis and measurement procedures, Wiley, New York, 2000.
Bloomfield, P., Fourier Analysis of Time Series:An Introduction, John Wiley & Sons, New York, 1976
Brigitte, E. J., B. Leppin and M. J. Hendry, Application of harmonic analysis of water levels to determine vertical hydraulic conductivities in clay-rich aquitards, Ground Water, 41(4), 514-522, 2003.
Carslaw, H. S., J.C. Jaeger, Conduction of heat in solids, Oxford University Press, New York, 1959.
Copper, H. H., J. J. D. Bredehoeft, I. S. Papadopulos, and R. R. Bennett, The response of well-aquifer system to system to seismic waves, Journal of Geophysical Research, 70(16), 3915-3926, 1965.
Davis, R. W., Use of naturally occurring phenomena to study hydraulic diffusivities of aquitards, Water resources research, 8(2), 500-507, 1972.
Erskine, A. D., The effect of tidal fluctuation on a coastal aquifer in the UK, Ground Water, 29(4), 556-562, 1991.
Ferris, J. G., Cyclic fluctuations of water levels as a basis for determining aquifer transmissivity, Int. Assoc. Sci. Hydrol. Pub., 33, 148-155, 1951.
Hoefs, J., Stable Isotope Geochemistry. 3rd Ed., Spriger-Verlag, New York, 241pp, 1987.
Hubbard, B. B., The World According to Wavelets, Massachusetts: A K Peters, Wellesley, 1998.
Melchior, P., The tides of the planet earth, Pergamon press, New York, 1978.
Senturk, F., S. Bursali, Y. Omay, I. Ertan, S. Guler, H. Yalcin, and E. Onhan, Isotope techniques applied to groundwater movement in the Konia plain. In: Isotope Hydrology 1970, IAEA, Vienna, 153-161, 1970.
Shih, David C.-F., C.-D. Lee, K.-F. Chiou, and S.-M. Tsai, Spectral analysis of tidal fluctuations in ground water level, Journal of American Water Resources Association, 36(5), 1087-1100, 2000.
Talwani, P., J. S. Cobb, and M. F. Schaeffer, In situ measurements of hydraulic properties of a shear zone in northwestern South Carolina, Journal of geophysical research, 104(B7), 14,933-15,003, 1999.
Van der Straaten, C. M. and W. G. Mook, Stable isotopic composition of precipition and climatic variability . In: Palaeoclimates and Palaeowaters, IAEA, Vienna, 53-64, 1983.
Van der Kamp, G., Methods for determining the in situ hydraulic conductivity of shallow aquitards – an overview, Hydrogeology Journal, Vol 9, 5-16, 2001.
Van Camp, M., and P. Vauterin, Tsoft:graphical and interactive software for the analysis of time series and Earth tides, Computers in Geosciences, accepted, 2005.
Wang, C. H., C. Y. Wang, C. H. Kuo, and W. F. Chen, Some isotopic and hydrological changes associated with the 1999 Chi-Chi earthquake, Taiwan, The Iskand Arc, 14, 37-54, 2005.
中央氣象局,氣候資料年報,1968~1997。
王如意、易任,應用水文學(下冊),國立編譯館,1979。
李民,集集地震前後與其同震水文變化研究,國立台灣大學地質科學研究所博士論文,2002。
李繼尊,流通係數空間變異模式之研究,國立台灣大學農業工程研究所碩士論文,1994。
林煥順,彰化地區水文地質特性之初步分析,國立成功大學資源工程研究所碩士論文,1996。
林惠玲、陳正倉,統計學-方法與應用(下冊),雙葉書廊有限公司,1996。
汪中和、彭宗仁、陳文福、扟閔國、江崇榮,濁水溪沖積扇地下水氫氧同位素組成在集集地震前後的變化,第四屆地下水資源與水質保護研討會, 365-371,2001。
施清芳,水文時間序列之頻譜分析,核研季刊,第十八期,97-104,1996a。
施清芳,水文時間序位之相位傳遞分析,核研季刊,第十九期,86-91,1996b。
施清芳,地下水位之潮汐波動分析,核研季刊,第二十期,68-76,1996c。
施清芳,濁水溪臨近海岸地下水水位之頻譜分析,核研季刊,第37期,79-93,2000。
陳清江,淺談同位素在水文學上的應用,科學季刊,第161期,1983。
楊文川,應用時間序列分析探討濁水溪沖積扇扇頂區降雨量與地下水位之趨勢與變動,國立中興大學水土保持學系研究所碩士論文,2002。
彭宗仁、劉聰桂、汪中和,屏東平原地下水穩定氫氧同位素之初步結果,地質,13卷,第2期,117-130,1993。
汪中和、王其允、郭欽慧、陳文福、彭宗仁,濁水溪沖積扇地下水在集集地震前後的變化:氧同位素證據。台灣地區水文地質調查與應用研討會論文集,十一月25日,台北,72-84,2003。
張景鐘、李嘉晃,台灣地區風速能量頻譜之探討,中國土木水利工程學刊,11(1),33-44,1999。
張宏榮,序率方法分析地下水水力參數,私立中原大學土木工程學系碩士論文,2001。
黃信彰,以指標地質統計方法建構水文地質模式之研究,國立成功大學資源工程學系碩士論文,2002。
經濟部水資源局,台灣地區地下水觀測網整體計畫第一期(81~87年度)成果彙編,1999。
經濟部中央地質調查所,台灣地區地下水觀測網第一期計劃(81~87年度)之濁水溪沖積扇水文地質調查研究總報告,1999。
經濟部水利處,台灣地區地下水觀測網第一期計畫之濁水溪沖積扇地下水水文初步分析,1997。
董志秋,由同震水文反應估算含水層特性與地質材料性質之研究,國立成功大學資源工程學系碩士論文,2003。
鄭香媛、劉瀾波,深井水位固體潮的調和分析結果,地球物理學報,33(5), 556-565,1990。
蘇苗彬、陳旺志,台北市山坡地降雨量及地下水位之時間序列分析,中華水土保持學報,127-133,27(2),1996。