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二、建立模式驗證區域之地下水模擬模式

本計畫於屏東地區範圍內,選定一示範區域進行模式驗證,

由於屏東地區數值模式屬於區域尺度(regional scale)的模式,模 擬網格預設定為1000 公尺乘以 1000 公尺,對於示範區域之局部

 

尺度(local scale)而言偏大,模擬網格與精度亦過大,因此本計畫 以屏東地區數值模式為基礎,全區域進行網格加密為 250 公尺乘 以250 公尺,以提升示範區域之模擬精度。

(一)邊界條件與網格劃分 1、地下分層架構

MODFLOW 模擬的設定上,可將含水層型態設定為拘限含 水層或非拘限含水層,並需分別輸入各分層之上部高程和底部高 程。由於示範區域之數值模式,建構於屏東平原數值模式上,故 本計畫除參考中央地質調查所於民國 91 年完成之「臺灣地區地 下水觀測網第一期計畫屏東平原水文地質調查研究總報告」,利 用報告提供之示範區域水文地質剖面圖(如圖 5-2 所示)與觀測井 之地層柱狀圖(如圖 5-3~圖 5-5 所示)進行細部調整外,分層架構 將延用屏東地區之設定。

示範區數值模式基本上採用與全區相同之模式,不同之處為 網格加密,精度提高,但不因此改變邊界條件,因此邊界條件之 設定與全區之模式相同。

資料來源:經濟部中央地質調查所

圖 5-2 屏東地區水文地質剖面圖

 

資料來源:中央地質調查所全球資訊網http://www.moeacgs.gov.tw/main.jsp

圖 5-3 港東觀測井地質鑽探資料

資料來源:中央地質調查所全球資訊網http://www.moeacgs.gov.tw/main.jsp

圖 5-4 崁頂觀測井地質鑽探資料

 

資料來源:中央地質調查所全球資訊網http://www.moeacgs.gov.tw/main.jsp

圖 5-5 潮州觀測井地質鑽探資料

2、模式網格劃分

示範案例以屏東地區數值模式為基礎,全區域網格加密後,

進行示範區域之模擬。網格為 250 公尺乘以 250 公尺之等間距的 網格,南北方向分為 36 列,東西方向分為 56 行,其相對位置示 意圖如圖 5-6 所示。

圖 5-6 示範區域地下網格劃分示意圖

(二)模式資料輸入

模式之輸入資料包括水力傳導係數、儲水係數、起始地下水 位等,示範區域之模式參數設定,將依據蒐集之相關報告數據予 以給定,並進行模式檢定及驗證流程,以供後續抽水推估模式之 利用,各輸入資料詳述如下。

1、水力傳導係數

觀測站網建置時,各觀測井必進行單井或複井抽水試驗,因 此幾乎各觀測井於不同含水層均擁有其透水係數(Transmissivity,

T 值)現地試驗值,但因 MODFLOW 模式所需參數為水力傳導 係數(Hydraulic Conductivity,K 值),因此本計畫參考台灣地區地 下水觀測網第一期計畫所得之透水係數,再除以含水層厚度(b)

即可轉換求得水力傳導係數,後續再以徐昇氏法分區將點位型式 之數值推估至整個屏東平原,其中,示範區域內港東站、崁頂站、

潮州站之水力傳導係數分別為 19.1 m/day、7.27 m/day 及 148.6 m/day。此外,由於抽水試驗所得結果為水平向之水力傳導係數,

垂向水力傳導係數在此假設為水平向之1/50,進行後續模擬時,

 

水力傳導係數視為定值。

2、儲水係數

由於儲水係數必須進行複井抽水試驗才能求得,但在觀測站 網建置時,僅有少量觀測井進行複井抽水試驗,故其數值遠較水 力傳導係數資料少,所以將綜合考量試驗所得之觀測值與過去相 關研究,配合徐昇氏分區方法分配至各分區,並於後續模擬時,

儲水係數視為定值。

3、起始地下水水位

對於暫態模式而言,初始地下水位代表模式之初始條件,不 同初始條件影響模擬結果極劇,應選取適當之觀測值。示範區域 以 2010 年為驗證時段,因此使用西元 2009 年 12 月之平均水位 當作起始水位,待模式完成第一時刻模擬後,所獲得之模擬水位 值當作第二時刻之起始地下水位,繼續下一時刻之模式模擬。

三、驗證區域之地下水抽水量推估