手動微幅調整水文地質架構

扇頂區域分別由二水、烏塗、柑園及莿桐等站所組成，其相對應之徐 昇氏網格，如圖 4.5-1。搭配中央地質調查所之岩心柱狀圖及地質剖面圖(圖 4.5-2 至圖 4.5-5)可看出二水及六合幾乎完全無泥層，烏塗卻有一小層是有 砂層。本研究初步判定此區全區為通透。然而其分層觀測水位如圖 4.5-6 所示，不同分層之觀測水位差約從 0 至 3 公尺不等，且震盪幅度不同步，

由水位差即可顯示本區域存在一定程度之阻水效應。因此本研究調降本區 域垂向水力傳導係數(K_v)與水平向水力傳導係數(K_h)之比值，從 1/10 調降 至 1/100，如圖 4.5-7 濁水溪沖積扇模式第 2 分層水力傳導係數分布。

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圖 4.5-1 扇頂區域地下水位站分布圖(第三分層)

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圖 4.5-2 二水觀測井之地質剖面圖

圖 4.5-3 烏塗、六合觀測井之地質剖面圖

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圖 4.5-4 烏塗岩心柱狀圖

圖 4.5-5 六合岩心柱狀圖

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圖 4.5-6 烏塗、六合(2)及二水觀測水位圖

35 37 39 41 43 45 47

1 15 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 267 281 295 309 323 337 351

水位(m)

時間(天)

烏塗(2) 六合(2) 二水

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圖 4.5-7 濁水溪沖積扇模式第 2 分層水力傳導係數分布

圖 4.5-8 為海園(3)與其鄰近水井之水位變化圖，海園(3)之月平均水位 變動幅度相當大，差距約為 10 公尺，其與鄰近水井之水位變化都不一致。

枯水期時，海園(3)之觀測水位較鄰近水井低，亦即水流會流往海園(3)；然 在豐水期時，其觀測水位則較鄰近水井高，意味著本時期則會有水流流往 鄰近區域。

由於海園站位於海埔新生地之上，可能該區域因此有其局部而特殊之

80

流況，而與區域性特性不同。因此本研究不將此站納入檢定對象，並將該 站改設為邊界，以觀測水位作為定水頭邊界條件，降低局部特性之影響，

定水頭邊界條件範圍如圖 4.5-9。

圖 4.5-8 海園(3)與鄰近水井之地下水位變化圖

-20 -18 -16 -14 -12 -10 -8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

水位高(m)

時間(月)

海園(3) 和豐(2) 明德(4) 箔子(3) 安南(2)

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圖 4.5-9 模式定水頭邊界條件分布圖(第五分層) 4.5.2 專家系統參數檢定

本案例之參數檢定誤差容忍值(Error Tolerance)為 3 公尺。圖 4.5-10、

圖 4.5-11 與圖 4.5-12 分別為 2006 年 6 月濁水溪沖積扇第一分層、第三分 層與第五分層觀測水位與檢定水位之水位等值圖，其中實線為觀測水位，

虛線為檢定後之模擬水位，三角點為地下水位觀測站位置。

由圖上顯示，觀測水位與檢定水位等值線分布極為接近。此外，圖 4.5-13 為各觀測站觀測水位與檢定水位之檢定關係圖，橫座標為觀測水位，

82

縱座標為檢定水位，圖上各點均分布鄰近於 45 度線，且觀測水位與模擬水 水位之相關係數高達 0.9993，因此可證明本模式檢定結果良好。

圖 4.5-10 觀測水位與檢定水位之等值圖(第一分層 2006 年 6 月份)

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圖 4.5-11 觀測水位與檢定水位之等值圖(第三分層 2006 年 6 月份)

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圖 4.5-12 觀測水位與檢定水位之等值圖(第五分層 2006 年 6 月份)

85

86

因。

圖 4.6-5 至 4.6-8 為四季之出滲量與入滲量分布圖，紅色網格為河道出 滲區，藍色則為河道入滲區。圖中顯示在濁水溪上游扇頂區為主要河川入 滲區，在濁水溪沖積扇扇央附近因地下水位高於河川水位，故改為出滲情 況，到下游出海口扇尾處則又再轉為入滲。圖上以不同深淺之藍色區分入 滲等級，分別為每日一百萬噸以下、一百萬噸至兩百萬噸之間與兩百萬噸 至三百萬噸之間，分別代表高、中與低三個入滲等級，圖上顯現七月份多 為中級與高級者，較少低級者，四月或十一月者，則大部分之入滲網格均 為低級者。而比較各季之出滲分布面積，可發現濁水溪之河道出滲區面積 以七月最小，而十一月則最大；相反地，入滲區域面積則以十一月份最小。

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表 4.6-1 濁水溪入滲與出滲量統計表 月份 河川入滲量 河川出滲量 淨入滲總量

1 月 0.55 0.11 0.43 2 月 0.47 0.07 0.40 3 月 0.53 0.07 0.45 4 月 0.59 0.09 0.50 5 月 0.53 0.08 0.45 6 月 0.41 0.13 0.28 7 月 0.56 0.11 0.45 8 月 0.46 0.11 0.35 9 月 0.52 0.06 0.46 10 月 0.32 0.10 0.21 11 月 0.16 0.10 0.06 12 月 0.18 0.09 0.09 總和 5.26 1.12 4.14

單位：10⁸ (m³)

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圖 4.6-1 濁水溪各月入滲量變化圖

圖 4.6-2 濁水溪各月出滲量變化圖

0.00E+00 1.00E+07 2.00E+07 3.00E+07 4.00E+07 5.00E+07 6.00E+07 7.00E+07

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

入滲量(CMD)

月份

-1.40E+07 -1.20E+07 -1.00E+07 -8.00E+06 -6.00E+06 -4.00E+06 -2.00E+06 0.00E+00

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

出滲量(CMD)

月份

89

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圖 4.6-5 一月河川出滲與入滲量空間分布圖

圖 4.6-6 四月河川出滲與入滲量空間分布圖

91

圖 4.6-7 七月河川出滲與入滲量空間分布圖

圖 4.6-8 十一月河川出滲與入滲量空間分布圖

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本研究以專家系統檢定各層之淨補注量，由於淨補注量等於補注量扣 除抽水量，因此在進行水平衡分析前，需分離出抽水量與補注量。此外，

因為第三層與第五層不與地表連接，在此物理條件下，除非有補注井等人 工設施，否則不應有補注，因此第三與第五層之淨補注量應等於負的抽水 量，在此則無需分離。故本研究以中央地質調查所江崇榮等人(2011)之結 果為基礎，進行補注量與抽水量之分離，其研究係以水位歷線法推估 2006 年之濁水溪沖積扇補注量與抽水量，結果顯示，該年度第一層之抽水量約 為 5.35 億噸。而本次數值模式系統之補注量總和為 14.99 億，配合江崇榮 (2011)之結果與前述河川入滲淨總量 5.26 億，得系統補注量年總和為 20.23(億噸)。綜合上述結果，本研究推估之濁水溪沖積扇第一層、第三層 與第五層抽水量分別為 5.35、9.74 與 4.28(億噸)，合計 19.3(億噸)，如表 4.6-2 至表 4.6-4 所示。

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表 4.6-2 各層抽水量統計表

月分 第一層 第三層 第五層 總抽水量

1 月 0.46 0.74 0.43 1.63 2 月 1.02 0.68 0.37 2.07 3 月 0.77 1.46 0.37 2.60 4 月 0.65 1.04 0.41 2.10 5 月 0.12 0.85 0.38 1.36 6 月 0.07 0.54 0.29 0.90 7 月 0.27 0.83 0.37 1.47 8 月 0.31 0.69 0.31 1.31 9 月 0.35 0.66 0.34 1.35 10 月 0.35 0.78 0.33 1.47 11 月 0.45 0.75 0.33 1.52 12 月 0.52 0.72 0.31 1.55 總和 5.35 9.74 4.25 19.34

單位(億噸)

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圖 4.6-9 至 4.6-12 為第一層檢定後各季之淨補注量分布圖、圖 4.6-13 至 4.6-16 與圖 4.6-17 至圖 4.6-20 則分別為第三層與第五層檢定後各季之淨 補注量分布圖，由於深層含水層不存在補注量，因此淨補注量分布亦可視 為抽水量分布。

圖 4.6-9 第一層一月淨補注量分佈圖

圖 4.6-10 第一層四月淨補注量分佈圖

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圖 4.6-11 第一層七月淨補注量分佈圖

圖 4.6-12 第一層十月淨補注量分佈圖

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圖 4.6-13 第三層一月淨補注量分佈圖 圖 4.6-14 第三層四月淨補注量分佈圖

圖 4.6-15 第三層七月淨補注量分佈圖 圖 4.6-16 第三層十月淨補注量分佈圖

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圖 4.6-17 第五層一月淨補注量分佈圖 圖 4.6-18 第五層四月淨補注量分佈圖

圖 4.6-19 第五層七月淨補注量分佈圖

圖 4.6-20 第五層十月淨補注量分佈圖

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由第一層補注量分布情形圖可知，濁水溪沖積扇補注量多集中在靠近 山麓的地區，與山區雨量多且多為礫石層，入滲量大的情形相符。而在雲 林地區接近濁水溪出海口的地方，則因該處土層水力傳導係數較大，且因 第一層與第三層間無阻水層，所以補注量較其他地區稍大一些。

由第三層與第五層抽水量分布可知，抽水量較大的地區多分布在沿海 及鐵路車站附近，由內政部土地使用資料(如圖 4.6-21)及 Google 衛星地形 圖(如圖 4.6-22)進一步比對可發現，沿海地區有許多養殖漁業，魚池遍佈，

因此地下水抽取量較多；而在鐵路車站附近，為都市的中心，工業區則位 於都市外圍，形成一個人口密集，工業發達的區域，因此可推測這些區域 為地下水使用量較大之區域。

經現地概況分析可發現，本研究檢定後之抽水量或淨補注量之分布與 現地狀況近似，如此即可證明本研究設計之參數檢定規則應用在實際案例 仍深具可信度，且具有實際應用之能力

99

圖 4.6-21 抽水較大區域與土地利用(左為第三層，右為第五層)

圖 4.6-22 抽水量較大之衛星地形圖(左為第三層，右為第五層)

100

第五章 結論與建議

5.1 結論

1. 本研究成功結合衛星影像辨識於濁水溪之河床行水潤濕區域面積推估，

並 建 立 一 維 河 道 演 算 模 擬 ， 再 將 兩 者 之 成 果 應 用 於 地 下 水 模 式 MODFLOW 之河川模擬模組(River package)建置，接著進一步透過參數 檢定方式，推估出濁水溪之河川入滲量為每年 5.26 億噸、河川出滲量 為每年 1.12 億噸、整體沖積扇之第一含水層淨補注量為 13.48 億及，第 二與第三含水層之抽水量則分別為 9.74 億噸及 4.25 億噸。而本次數值模 式系統之補注量總和為 20.23億噸，抽水量則為 19.3億噸。

2. 本研究成功的應用濁水溪之衛星影像，辨識出其於 2008 年 1 月、4 月、

7 月及 11 月之河道濕潤區域面積，其中 1 月及 4 月之河床行水濕潤區 域面積均為 24 平方公里，七月則擴張為 40 平方公里，11 月則再縮小 為 12 平方公里，而七月之河床行水濕潤區域面積則為 11 月的兩倍以上，

乾濕季變化顯著。

3. 比較濁水溪沖積扇上游與下游之辮狀河道特性，可發現上游辮狀河道有 明顯之豐枯差異，而下游部分則除了 11 月之衛星影像有明顯的變化外，

其他各季均無太大差異。進一步分析此結果可發現，下游河道坡度較為 平坦，河床斷面特性為寬而淺，較近似 U 型之河槽形狀，因此對於不 同季節不同水文條件而言，濕潤區域無明顯的變化，僅反映於水深之變 動上；反之，上游區域河道坡度較陡，河床斷面特性則為窄而深，近似 V 型之河槽形狀，因此濕潤區域則易因水深之改變而造成潤濕範圍顯著 的變化。

101

4. 為驗證濁水溪沖積扇檢定後之抽水量合理性，本研究比較分析抽水分布 與土地利用所反映之可能用水情形後，發現兩者的趨勢一致，可反應出 本研究之參數檢定結果具相當的可信度。

5.2 建議

1. 在河道水理演算方面，可將模擬資料調整使用更精細之日資料或時資 料以更精準之反映水位在時間上之變化。

2. 衛星影像部分可考慮增加各月份衛星影像圖幅，以連續探討河道面積 在時序上之變化，並可推估各月之河道入滲量及出滲量，以評估濁水 溪對濁水溪沖積扇之補注量影響。

3. 可利用本研究所建立之地下水數值模式加入情境模擬，如評估扇頂大 量抽水後，對扇央與扇尾地下水位的影響程度，及對河川入滲量與出 滲量之影響。

102

參考文獻

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