平均年降雨量

中央氣象局及經濟部水利署於濁水溪沖積扇設有許多雨量站，可提供 詳細的降雨資料。其中中央氣象局於彰化縣、雲林縣、南投縣及嘉義縣北 端共有雨量站約84 站，經濟部水利署於濁水溪沖積扇共有 16 站，本研究

c.

△地下水觀測井

1993-2008 年各年年雨量平均所得之各站平均年雨量。

本研究以1 公里見方之格網對濁水溪沖積扇進行空間切割，將各點之 平均年雨量資料利用距離倒數平方法內插到各網格，內插完成後之等值線 圖如圖4.2-10 所示，由圖中可知降雨由扇頂往扇尾遞減，因此在扇頂擁有 較佳之地下水補注來源。

圖4.2-9、本研究選取之雨量站

圖4.2-10、本研究選取雨量站年雨量等值線圖(mm) 4.2.5 單位蓄水量變化

本研究以單位蓄水量變化，即地下水位之變化與儲水係數之相乘積 (單位面積且高度為含水層厚之土柱蓄水量變化)，而非地下水位或蓄水係 數個別之變化來反應補注潛勢之大小，其中地下水位之變化乃以水位標準 差代表，如式4.2-2 所示。

●

水利水雨量站

×

氣象局雨量站

研究取位於淺層非受壓及受壓含水層的井，如圖4.2-11 所示，其井名、儲 水係數 (參考自中央地質調查所彙刊第十九號圖六及表二)、各站水位標準 差及單位蓄水量變化如表 4.2-6 所示。以距離倒數平方法內插得各格網之 單位蓄水量變化值，並以此資料建立單位蓄水量變化之GIS 圖層。濁水溪 沖積扇之單位蓄水量變化等值圖如圖4.2-12 所示，由圖中可知在扇頂二水 站及古坑站處有較高之單位蓄水量變化，其相對之補注潛勢也較高。

S

S =

σ

×

...(式 4.2-2)

S

：單位蓄水量變化 σ ：地下水位標準差

∑

=

− −

=

ⁿ

i

h

i

h

n

1

)

2

1 ( σ 1

S

：受壓含水層為儲水係數(S)，非受壓含水層為比出水率(Sy)

表4.2-6、各井之儲水係數與單位蓄水量變化

圖4.2-11、單位蓄水量變化因子所選用之地下水井分布圖(江崇榮，2006)

圖4.2-12、單位蓄水量變化等值圖 4.2.6 透水係數

本研究使用之透水係數 K 值取自台灣地區地下水觀測網第一期計畫 報告，並藉由地質鑽探所獲得之水文地質剖面圖(如圖 4.1-1)，劃分出濁水 溪沖積扇之概念分層含水層一、二、三、四(F1~F4)及阻水層一、二、三、

四(T1~T4)，取出位於地下含水層一(F1)深度內 42 口地下水位觀測井，分 布圖如圖 4.2-13。再將各井位之 K 值資料以距離倒數平方法內插至各網

△地下水觀測井

興(1)雖位於扇央，其 K 值分別為 0.107222 m/min.、0.131925 m/min.，相 對於周遭井為高，影響整體等值線走向，造成竹塘(1)及合興(1)局部性的 極端。由於本研究目的在於區域性的補注潛勢劃分，若考慮局部性極端資 料繪製等值圖會影響整體之判斷，因此將竹塘(1)及合興(1)移除重新進行 內插，如圖4.2-14 所示。濁水溪沖積扇 K 值最大約為 0.12~0.13 m/min.，

位於柑園(1)及二水(1)。

圖4.2-13、含水層一(F1)42 口地下水觀測站分布圖

圖4.2-14、濁水溪沖積扇含水層一(F1)透水係數等值線圖

4.2.7 河系

本研究預計以polyline 之水系 GIS 圖資，計算單位網格內之河系總長 度。

△地下水觀測井

圖4.2-15、濁水溪流域河系圖 4.3 因子分數圖層處理

4.3.1 土地利用

土地利用原始分類高達 103 種，本研究將其歸納為 7 種土地利用類 別。圖4.3-1 是由圖 4.2-1 經過網格切割後，依照各種計劃土地分類根據表 3.4-2 給予分數，再將該分類分數所佔網格面積比例加權計算各網格分數，

最後再搭配表3.4-1 以補注潛勢因子間權重加權計算所得。

圖4.3-1、加權後土地利用潛勢分數分布圖 4.3.2 表層土壤種類

圖4.3-2 是表層 0~150cm 土壤經網格切割後依照各種土壤根據表 3.4-2 給予四種深度分層土壤種類分數並依該土壤種類分類所佔網格面積比例 加權計算各網格分數，再將各網格四層分數平均，接著再搭配表 3.4-1 以 補注潛勢因子間權重加權計算所得之表層土壤種類補注潛勢分數分布 圖，對照圖4.2-2 可看出粒徑較大的土壤分布區域其潛勢分數較高；反之，

的影響，故無法像較深層之土壤分布可以看出地下水儲存之區域。表4.3-2 為本研究之分類代碼與原始圖層分類之對照，其中因為原始圖層在濁水溪 流域無土壤資料，導致分數過低，經評估後決定將該區域直接給定最高分。

表4.3-2、表層土壤種類計劃分類表

分類代碼 原始分類 細項

1 粗砂土 粗砂土，砂土

2 細砂土 細砂土，壤質粗砂土，壤質砂土 3 壤質細砂土 壤質細砂土，粗砂質壤土，砂質壤土

，細砂質壤土

4 極細砂土 極細砂土，壤質極細砂土，極細砂質壤土

5 坋土 坋土，坋質壤土

6 壤土 壤土

7 砂質粘壤土 砂質粘壤土

8 粘壤土 粘壤土，坋質粘壤土 9 坋質粘土 坋質粘土

10 粘土 粘土

11 石礫 石礫

圖4.3-2、加權後表層土壤種類潛勢分數分布圖

4.3.3 降雨與地下水位變化相關性

圖 4.3-3 是以距離倒數平方法內插出 1 公里見方網格中心座標之相關 性值，依照表3.4-2 分類後再搭配表 3.4-1 以補注潛勢因子間權重加權計算 所得。

圖4.3-3、加權後降雨與地下水位變化相關性潛勢分數分布圖

4.3.4 平均年降雨量

圖 4.3-4 是以距離倒數平方法內插出 1 公里見方網格中心座標之 1993~2008 平均年雨量值後，再依照表 3.4-2 分類後再搭配表 3.4-1 以補注 潛勢因子間權重加權計算所得。由第 3.1.2 節之平均降雨量等值圖可知靠 近扇頂海拔較高處雨量豐沛，降雨量由東往西遞減，因此本因子影響地下 水補注潛勢之分數亦是由東往西遞減。

圖 4.3-4、1993~2008 年加權後平均年降雨量潛勢分數分布圖

4.3.5 單位蓄水量變化

圖 4.3-5 是以距離倒數平方法將點位之單位蓄水量變化資料內插出 1 公里見方網格中心座標之蓄水量變化後，再依照表 3.4-2 分類後再搭配表 3.4-1 以補注潛勢因子間權重加權計算所得。發現右下角靠近斗六丘陵處 降雨量大且降雨與地下水位變化相關性高，因此蓄水量變化較大。

圖4.3-5、加權後單位蓄水量變化潛勢分數分布圖

4.3.6 透水係數

圖 4.3-6 是以距離倒數平方法內插出 1 公里見方網格中心座標之含水 層一(F1)透水係數後，再依照表 3.4-2 分類給分後，再搭配表 3.4-1 以補注 潛勢因子間權重加權計算所得的透水係數潛勢分數分布圖。由圖 4.3-7 可 知扇頂區域之透水係數相對較大。

圖4.3-6、濁水溪沖積扇含水層一加權後透水係數潛勢分數分布圖

4.3.7 河系密度

圖 4.3-7 是以 SuperGIS 計算單位網格內河系之總長度，依照表 3.4-2 分類給分後，再搭配表3.4-1 以補注潛勢因子間權重加權計算所得。

圖4.3-7、加權後河系密度潛勢分數分布圖

4.4 補注潛勢評估

在前述4.3 節完成濁水溪沖積扇各補注潛勢因子之分數計算，並且將 各因子分數分別根據因子間權重百分比加權，最後加總即可得到整個區域 內各網格之補注潛勢總分，再搭配表 4.4-1 對各網格進行補注潛勢總分分 級，分級成果如圖 4.4-1 所示。將圖 4.4-1 套疊鄉鎮邊界圖後，由圖 4.4-2 可看出 50 分以上中高補注潛勢分布的鄉鎮有彰化縣的社頭鄉、田中鎮、

二水鄉、北斗鎮、溪州鄉、和雲林縣的莿桐鄉、林內鄉、斗六市、西螺鎮、

古坑鄉以及南投縣的竹山鎮、名間鄉等地區。

本研究將補注潛勢總分 50 分以上的網格劃分出來，即可概略推估補 注區界線。圖4.4-3 為本研究以 50 分以上為補注區界線與工研院資料推斷 之界線對比圖，黃線為本研究推估之補注區界線，綠線為以工研院(1996) 地電阻測深法及觀測井資料所推測之補注區界線，由圖可發現兩界線相當 接近。

本研究推估之補注區約涵蓋500 個網格(面積約 500 平方公里)，大致 占濁水溪沖積扇面積之23%，而以工研院資料推估之補注區約涵蓋 450 個 網格(面積約 450 平方公里) ，大致占濁水溪沖積扇面積之 21%，。圖 4.4-4 為兩者補注區範圍對比圖，由圖可看出本研究涵蓋範圍在上方較廣而下方 較狹小。主要差異為本研究上方有涵蓋到社頭鄉，但工研院並無；工研院

研究涵蓋虎尾鎮三分之一、斗南鎮六分之一以及完整涵蓋古坑鄉。雖然兩 者有些許差異，但整體來說相當接近，故驗證了本研究方法之可行性。

表4.4-1、地下水補注潛勢分數分級表

地下水補注潛勢分數 分級

大於80 很高(very high) 介於70 到 80 之間 高(high)

介於60 到 70 之間 中高(high moderate) 介於50 到 60 之間 中(moderate)

介於40 到 50 之間 中低(low moderate) 介於30 到 40 之間 低(low)

小於30 很低(very low)

圖4.4-1、地下水補注潛勢總分分級圖

圖4.4-2、地下水補注潛勢總分分級以及鄉鎮邊界圖

圖4.4-3、50 分以上補注區界線與地電阻探測法研判之界線對比圖

圖4.4-4、本研究與地電阻探測法研判之補注區範圍對比圖

第五章 結論與建議

5.1 結論

1. 本研究整合 DRASTIC 之因子分析方法以及 Shaban 等人之因子間因果 關係分析方式，再以地理資訊系統(GIS)為圖層處理平台，發展出一系 統化的地下水補注潛勢分析流程，並將其應用於濁水溪沖積扇補注潛 勢評估。

2. 本研究目前針對濁水溪沖積扇考量之地下水補注潛勢因子有「土地利 用」、「表層土壤種類」、「降雨與地下水位變化相關性」、「平均 年降雨量」、「單位蓄水量變化」、「透水係數」以及「河系密度」

等七項補注潛勢因子。

3. 分析結果顯示「降雨與地下水位變化相關性」、「平均年降雨量」、

「單位蓄水量變化」、「透水係數」等因子圖層皆反應出高補注區位 於扇頂區域，並且有由扇頂向扇尾遞減之趨勢。

4. 在同樣補注水量之下，非受壓含水層由於土層蓄水能力較受壓含水層 高，即比出水量大於儲水係數，前者之水位變化將較後者小，因此為 反映系統所受外來補注量的大小，本研究以「單位蓄水量變化」代表 之，分析結果發現其值較高者位於扇頂區域以及斗六丘陵地帶。

5. 若以補注潛勢總分 50 分為界，推估濁水溪沖積扇扇頂補注區之範圍，

莿桐、林內及南投縣竹山等鄉鎮，與工研院能源與資源研究所於 1996

參考文獻

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4. Bhuiyan, C., Ramesh P. Singh, W. A. Flugel, “Modelling of ground water

4. Bhuiyan, C., Ramesh P. Singh, W. A. Flugel, “Modelling of ground water

在文檔中 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 (頁 83-0)