由於單純以地電阻法不易率定電阻率與現地土壤種類及或地下含水相 關的場址參數，因此除了結合 TDR 在現場率定該場址參數的方法，並藉由 TDR 的率定關係，配合地電阻剖面進一步推求含水量剖面，瞭解現地含水
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分佈特性。而本研究於現地配置地電阻與 TDR 感測器，來探討地層下電學 性質與含水特性相關性。
3.3.1 結合 TDR 現地率定地電阻場址參數之方法
建立地層電阻率與土壤含水特性相互關係的目的，就是希望將地層的 電學性質與土壤基本物性能夠互相連結，使地電阻法所得電阻率剖面不單 只是電學性質的分佈，而是能夠反映出地層的含水量等含水特性，以進一 步調查地層整體的含水特性分佈與變異性，提供地層下含水量分布的依 據。
地電阻法雖可以非破壞性的方法進行大範圍的 2-D 或 3-D 探測，但單 一電阻率量測值受到許多物理性質所影響（如含水量、土壤特性及孔隙水 特性等），導致無法單獨以地電阻法解釋地層含水特性；另時域反射法
（Time Domain Reflectometry, TDR）利用電磁波與導波探測器可同時量測 受測土體中之導電度與介電度，並由介電度可決定其體積含水量，導電度 可換算對應電阻率，但僅侷限於 TDR 感測器周圍土層，因此研究中將結合 TDR 與 ERT 在現場率定場址參數，以相互補足其不足之部份，其方法如 圖 3- 10 所示。可在現地於不同位置與深度佈設 TDR 感測器，長時間於現 地量測，記錄降雨入滲後導電度與含水量等的變化，再經由導電度與含水 量關係迴歸分析出地電阻與場址相關之參數。本研究最終目的，在於未來
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能以地電阻探測所得之大範圍 2-D 或 3-D 地層電阻率分佈，經由 TDR 率 定所得之關係轉換為含水量分佈，再配合地電阻法對現地的長時間監測，
即可得到現地含水特性分佈其時間與空間相對應的連續變化。
圖 3- 10 結合 TDR 與 ERT 調查與監測地層含水特性分佈之流程圖（摘自吳 瑋晉，2008）
3.3.2 TDR 量測電阻率與體積含水量關係
由於 ERT 所量測到之資料為土層電阻率分佈，為了將電阻率轉換成與 體積含水量之關係，故在現地詴驗之前，必頇先建立起現地詴驗所使用土 樣，其導電度與體積含水量之間的基本率定關係，以做為驗證後續現地詴 驗所率定之結果。而除了上述文獻回顧中所提及的廣義Archie’s Law（Shah
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and Singh, 2005）之外，亦有眾多學者提出其相關之經驗或半經驗式，因 此本研究將針對幾位學者所提出之相關經驗式進行驗證及探討，並經由驗 證後，從中選出所適用之經驗式來進行率定與轉換。
另根據文獻回顧中所提及的廣義Archie’s Law（Shah and Singh, 2005）
所發表之經驗公式，式 2-7 中待定係數為w、c 與 m，受土壤種類影響，
而在該關係式中的孔隙水導電度w則受到地下水質條件所影響，無法於室 內實驗直接獲得，為了控制孔隙水之參數，因此本研究皆以純水做為實驗 基準水樣，故式中的 c 與w兩參數值可合併為一個待定係數 A，則該土樣 導電度與體積含水量率定關係式中所需率定係數即簡化為 A 與 m 兩個值，
如式 3-1。
σ = A𝜃𝑚 （3-1）
率定的方法主要是藉由 TDR 可同時量測導電度與體積含水量的特性，
於自製率定模中如圖 3- 11 所示，置入通過標準#4 篩網之現地土壤，詴驗 過程則採用多組含水量詴體，再利用研究中所設計的 TDR cone 尾端開放 式迴路（open end）感測器，以不銹鋼與德爾林（Derlin）為材料，感測段 為 29cm(如圖 3- 7 所示），量測不同含水量土壤的導電度與介電度，而實際 土壤含水量則以由率定模中取上、中、下三處土樣烘乾方式來獲得。為了 增加其詴驗點數，以提高迴歸結果之可靠性，以重量含水量 10%到 24%為 詴驗配置範圍從中取 5 個實驗值，來率定現地土樣導電度、土壤介電度與
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體積含水量的基本關係。
圖 3- 11 率定土樣導電度、土壤介電度與體積含水量