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式,或者靠前人所研發之模擬模式,如 MODFLOW、FEMWATER 等 來得到地下水參數。在許多地下水參數之研究中,關於土壤水力傳導

1.2 研究目的

地表下土壤水分的傳輸速度是由水力傳導係數來決定,為避免地 下水參數輸入錯誤,而衍生出不必要的麻煩,在進行方案研究時,對 地下水模擬模式模擬結果及其使用方法,最好能有一定程度之瞭解,

才不會因模式選用錯誤而造成遺憾。

本研究主要透過實驗方法,求出不同水力梯度下,異質物多寡及 其於空間分佈不同時之水力傳導係數,並由 VSAFT2 模式模擬相同 狀況下,是否能得到相同土壤水力傳導係數,此外,並利用 VSAFT2 模式模擬異質物對水力特性曲線(包含非飽和水力傳導曲線及保水曲 線)之影響;綜上所述,本研究之主要目的即在透過實驗與模擬模式 之結果,來分析異質物含量對土壤中平均 K 值之影響。

現地調查中,地表下土壤組成排列並非如同實驗室中如此均勻分 佈,故所量測土壤之水力傳導係數,經常是採集少量樣本於實驗室分 析所得之結果,往往不能反映出當地實際土壤平均之水力傳導係數。

因此,如果能有一套系統,在斷面資料充足之情況下,可以模擬出現 地調查之真正土壤之平均水力傳導係數,對地下水方面之研究,將是 非常重要之突破,本研究有鑑於此,乃透過實驗來驗證 VSAFT2 模 式之可靠度。

1.3 研究流程及步驟

為探討實驗與模式模擬之水力傳導係數是否相同,採定水頭試驗 法進行不同水力梯度之試驗,並與模式結果做比較分析,研究流程如 圖 1.1,步驟如下:

1.參考前人實驗進行定水頭砂箱、水箱設計,並交由專業壓克力工廠 做進一步之加工製模。同時間,進行土樣的採買及部分實驗用具之 採購。

2.土壤基本性質之建立:在土壤力學實驗室做土樣之比重、孔隙率之 實驗,建立砂土的基本性質,將結果輸入到 VSAFT2 模式中。

3.定水頭試驗儀器之組裝:鋪設透水石及水箱組立。將土樣及異質物 材料裝填於砂箱中。

4.進行第一組無異質物砂箱之定水頭試驗,由所得之流量,進行土壤 飽和水力傳導係數之計算,並將結果輸入到 VSAFT2 模式中,並 進行異質物分佈於土樣中之定水頭試驗。

5.利用 VSAFT2 模式進行實驗之模擬,以得到因異質物含量及空間分 佈不同所造成之平均 K 值的變化。

6.驗證實驗與模擬結果是否相同。

7.在確認 VSAFT2 模式能模擬合理之地下水飽和平均 K 值後,再應用 VSAFT2 模式進行水力特性曲線之模擬。

8.結果討論與分析

1.4 文章架構

本論文共分五章,第一章為導論,簡述研究目的及論文內容。

第二章為文獻回顧,回顧 VSAFT2 模式之建立及應用、相關地下水 之實驗等國內外之相關文獻。第三章實驗部份,在說明做實驗之各步 驟,流程。第四章為介紹 VSAFT2 之模式及使用方法。第五章為實 驗與模式模擬之結果比較。第六章為結論與建議。

利用 VSAFT2 進行實驗模擬

驗證 K 值 無異質物之 定水頭試驗

含異質物之 定水頭試驗

VSAFT2 進行水力特性曲線模擬 定水頭砂箱組裝

土壤基本性質建立

結果討論與分析

砂箱設計、土壤選用及採買設備器材

圖 1.1 研究流程圖

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