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論文中文名稱:濁水溪沖積扇降雨-地下水位反應特性及補注潛勢分析 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Analysis of groundwater-level response to rainfall events and recharge potential of the shallow aquifer on Choushui River alluvial fan [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木工程系土木與防災碩士班
畢業學年度:106
畢業學期:第二學期
出版年度:107
中文姓名:林威承
英文姓名:Wei-Cheng Lin
研究生學號:105428079
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2018/07/15
論文頁數:81
指導教授中文名:陳世楷
指導教授英文名:Shih-Kai Chen
口試委員中文名:朱子偉;張誠信;陳豐文
中文關鍵詞:濁水溪沖積扇交叉相關性分析地下水水位地下水補注
英文關鍵詞:Choushui River alluvial fancross-correlationgroundwater-levelgroundwater recharge
論文中文摘要:地下水長期以來已成為重要之地表水替代來源,為臺灣中部濁水溪沖積扇農業區提供灌溉用水。本研究目的是分析降雨對地下水位之影響,並確定該區域淺層含水層補注潛勢區位。本研究應用該區域長期降雨資料和40口水井水位資料進行交叉相關性分析,評估各降雨事件期間對地下水位影響之時間變化。利用交叉相關性函數可確定顯著相關性的延遲時間,藉以估算每口觀測井的水位上升量並利用Pearson積矩相關係數分析,探討水位上升量與土地利用、低滲透土壤厚度、含水層流通係數和比出水量之相關性。結果表明,大多數觀測井之延遲時間約為0~5天。顯著水位上升區主要位於扇頂區域。Pearson積矩相關係數分析則顯示旱地補注潛勢優於水稻和都市區,其中水田低滲透性之犁底層及都會區不透水鋪面均會限制水分之垂向滲漏運動,低滲透性表土厚度亦會限縮地下水補注。水位上升量與含水層流通係數和比出水量之相關性由扇頂至扇尾區域均有所差異,表明該區域水文地質條件複雜性。一般而言,與沖積扇其他區域相比,扇頂區域及扇央東南部具有高地下水補注潛勢,應該優先考慮劃定為自然和人工補注設施設置區。
論文英文摘要:Groundwater has long been regarded as an alternative source of surface water in the Choushui River alluvial fan, the most important agricultural area in central Taiwan. The aim of this study was to analyze the ground water-level response to rainfall and determine the recharge potential for shallow aquifer in this area. Long-term rainfall data and 40 borehole water levels were cross-correlated to investigate variations in groundwater-level response times during various rainfall events. The time lags yielding significant correlations were determined by using the cross-correlation function (CCF), and the water-level rise for each observation well was estimated and used for Pearson product moment correlation coefficient analysis with water-level rise, land use, thicknesses of low permeability topsoil materials, aquifer transmissivity, and specific yield. The results showed that the time lags for were about 0~5 days for most of the observation wells. The wells with high water-level rise were mainly distributed in the proximal-fan. Pearson correlation analysis showed that recharge potential of upland was better than those of paddy field and urban area, in which low permeability of plow sole or impervious pavement may limit the downward water movement. The thicknesses of low permeability topsoil also play an important role to restrict the groundwater recharge. The correlation between water level rise and aquifer transmissivity, and specific yield was varied from proximal-fan to distal-fan, indicating the complexity of hydrogeological conditions in this area. In general, the proximal-fan and southeast part of mid-fan presented a high potential for groundwater recharge compared with other regions of the alluvial fan, and should be given the highest priority for delineating the natural and artificial recharge facilities.
論文目次:摘要  i
ABSTRACT  iii
致謝  v
目錄  vi
圖目錄  viii
表目錄  x
第一章 緒論 1
1.1前言 1
1.2研究動機與目的 2
1.3論文架構流程簡介 2
第二章 文獻回顧 4
2.1地下水補注/影響因子之研究 4
2.2降雨與地下水變化之研究 5
2.2.1分析方法應用 5
2.2.2交叉相關性分析 6
第三章 材料與方法 8
3.1研究區域 8
3.1.1地理水文環境 8
3.1.2地質條件 9
3.1.3地下水含水層架構及沖積扇分區 10
3.2降雨事件地下水位變化分析方法 14
3.2.1交叉相關性分析 15
3.2.2降雨–水位抬升量分析 16
3.3降雨入滲補注影響因子分析 17
第四章 結果與討論 21
4.1降雨–地下水位分析結果 21
4.1.1降雨-地下水位歷線 22
4.1.2淺層地下水位長期趨勢變化分析 24
4.1.3延遲時間分析 33
4.1.4降雨–水位抬升量分析 39
4.2土地利用和水文地質參數對地下水補注影響 48
4.3綜合討論 53
第五章 結論與建議 56
5.1結論 56
5.2建議 57
參考文獻 58
附錄一 月雨量對應含水層一觀測井地下水位歷線 62
附錄二 各觀測井交叉相關性分析結果 73
論文參考文獻:1. Butterworth, J. A., Schulze, R. E., Simmond, L. P., Moriarty, P., Mugabe, F., (1999). Hydrological processes and water resources management in a dryland environment IV: Long-term groundwater level fluctuations due to variation in rainfall. Hydrology and Earth System Science 3(3) : 353-361.
2. Caro, R., Eagleson, P.S., (1981). Estimating aquifer recharge due to rainfall. Journal of Hydrology 53 : 185-211.
3. Chen, S.K., Liu, C.W.,(2002) Analysis of Water Movement in the Paddy Rice Fields (I) Experimental studies. Journal of Hydrology 260 : 206-215.
4. Chen, S.K., Jeng, C.S., Peng, Y.H., (2013). Developing a probability-based model of aquifer vulnerability in an agricultural region. Journal of Hydrology 486 : 494-504.
5. Chang, F.J., Lin, C.H., Chang, K.C., Kao, Y.H., Chang, L.C., (2014). Investigating the interactive mechanisms between surface water and groundwater over the Jhuoshuei river basin in central Taiwan. Paddy Water Environ 12 : 365–377.
6. Duffy, C.J., Gelhar, L.W., (1986). A frequency domain analysis of groundwater quality fluctuations: interpretation of field data. Water Resources Research 22 (7): 1115–1128.
7. Hsiao, C.T., Chang, L.C., Tsai, J.P., Chen, Y.C., (2017). Feature of spatioteporal groundwater head variation using independent component analysis. Journal of Hydrology 547:623-637.
8. Jan, C.D., Chen,T.H., Lo, W.C., (2007). Effect of rainfall intensity and distribution on groundwater level fluctuations. Journal of Hydrology 332 : 348– 360.
9. Janssen M., and Lennartz B., (2009). Water losses through paddy bunds: Methods, experimental data, and simulation studies. Journal of Hydrology 369 : 142-153.
10. Jang, C.S., Chen, S.K., Cheng, Y.T., (2016). Spatial estimation of the thickness of low permeability topsoil materials by using a combined ordinary-indicator kriging approach with multiple thresholds. Engineering Geology 207 : 56-65.
11. Kukal S.S., and Aggarwal G.C., (2002). Percolation losses of water in relation to puddling intensity and depth in a sandy loam rice (Oryza sativa) field. Agricultural Water Management 57 : 49-59.
12. Krishan, G., Lohani, A.K., Rao, M.S., Kumar, C.P., (2014). Prioritization of groundwater monitoring sites using cross-correlation analysis. NDC-WWC J. 3 (1):28–31.
13. Lee, J.Y., Lee, K.K., (2000). Use of hydrologic time series data for identification of recharge mechanism in a fractured bedrock aquifer system. Journal of Hydrology 229 (2000) : 190–201.
14. Lee, L.J.E., Lawrence, D.S.L., Price, M., (2006). Analysis of water-level response to rainfall and implications for recharge pathways in the Chalk aquifer, SE England. Journal of Hydrology 330 : 604– 620.
15. Moormann , F.R., Van Breemen, N., (1978) Rice: soil, water land. International Rice Research Institute.
16. Sharma P. K. and De Datta S. K. 1985. Puddling influence on soil, rice development and yield. Soil Science Society of America Journal 49(6): 451-1457.
17. Zuansi Cai , Ulrich Ofterdinger, (2016). Analysis of groundwater-level response to rainfall and estimation of annual recharge in fractured hard rock aquifers, NW Ireland. Journal of Hydrology 535 : 71–84.
18. 中央地質調查所 (1999),臺灣地區地下水觀測網第一期計劃濁水溪沖積扇水文地質調查研究總報告,中央地質調查所。
19. 中央地質調查所,水文地質資料庫,http://hydro.moeacgs.gov.tw/index.htm。
20. 中興工程顧問 (2007),濁水溪沖積扇地面地下水聯合運用管理模式建立與機制評估,經濟部水利署中區水資源局。
21. 江崇榮、黃智昭、陳瑞娥 (2006),以地下水歷線分析法評估濁水溪沖積扇之地下水收支,經濟部中央地質調查所彙刊:61-89
22. 吳雪蘋 (2000),濁水溪沖積扇地區地下水位變化研究,國立臺灣大學地質學研究所。
23. 林再興、陳時祖、李振誥 (1998),地層下陷防治綜合計畫子計畫四-彰化地層下陷區地 下水入滲補注及安全出水量之評估,經濟部水資源局研究報告。
24. 林進國 (2003),降雨和地下水位變化之關聯性分析,國立成功大學水利及海洋工程研究所。
25. 林宛蓉 (2008),濁水溪沖積扇南緣地下水位變化影響因子之關聯性研究,國立成功大學地球科學研究所。
26. 林芳華,馮正一,張育瑄 (2010),濁水溪沖積扇頂區之地下水文特性分析案例,農林學報 59 : 369-381
27. 徐年盛、江崇榮、汪中和、劉振宇、劉宏仁、黃建霖 (2011),地下水系統水平衡分析與補注源水量推估之研究,中國土木水利工程學刊23(4):347-357。
28. 財團法人成大研究發展基金會 (2014),氣候變遷下臺灣九大地下水資源區地下水潛能變化之研究(1/2),經濟部水利署。
29. 陳進發、李振誥、陳尉平 (1998),應用未飽和層水平衡理論估計彰化地區地下水補注量之研究,臺灣水利季刊47(1):54-66。
30. 陳宗顯 (2006),降雨引致地下水位變化之研究—以那菝、六甲與東和地下水位站為例,國立成功大學水利及海洋工程研究所。
31. 陳冠宇 (2010),應用地理資訊系統與因子分析方法於地下水補注潛勢評估—以濁水溪沖積扇為例,國立交通大學土木工程研究所。
32. 許皓 (2010),地下水補注量推估之研究-以濁水溪沖積扇為例,國立臺灣大學生物環境系統工程學研究所。
33. 國立交通大學 (2009),臺灣地區地下水區水文地質調查及地下水資源評估—地下水補注潛勢評估與地下水模式建置(1/4),經濟部中央地質調查所。
34. 國立雲林科技大學 (2010),地下水補注機制水力特性調查分析濁水溪沖積扇(1/2),經濟部水利署。
35. 國立雲林科技大學 (2011),地下水補注機制水力特性調查分析濁水溪沖積扇(2/2),經濟部水利署。
36. 國立臺灣大學 (2011),雲林內陸地層下陷地區地下水抽水機制之探討與評估,經濟部水利署。
37. 游宗岳 (2014),穩定氫氧同位素於地下水資源評估分析,國立臺北科技大學土木與防災研究所。
38. 經濟部水利署,地理資訊倉儲中心,https://gic.wra.gov.tw/gic/Water/Space/WaterMain.aspx#。
39. 劉聰桂、田巧玲、邱等輝、張炎銘 (1996),濁水溪沖積扇之地下水資源-碳十四與氚定年/示蹤研究,濁水溪沖積扇地下水及水文地質研討會論文集:145-164。
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