文獻回顧

文獻回顧主要分為兩個類別，一是與潛勢評估相關之文獻，另一為與 潛勢評估應用於地下水之相關文獻進行探討比較。

一、潛勢評估相關文獻

DRASTIC 模式為一地下水污染潛勢評估模式，為美國水井協會配合 美國環保署於 1985 年所提出，用以評估地區之污染潛勢，計算區域受到 污染的可能性大小，高污染潛勢代表該區域客觀上較易受到污染。在 DRASTIC 模式中，乃考慮七項水文地質參數(地下水位深度、淨補注量、

含水層介質、土壤介質、地形坡度、未飽和層影響、水力傳導係數)，結 合地理資訊系統評估一地區受污染潛勢之相對大小。張良正(1999)曾採用 DRASTIC 模式進行濁水溪沖積扇與屏東平原之地下水污染潛勢評估，該 模式同時考量七項水文地質參數，以評估該地區受污染潛勢之大小。由於 DRASTIC 評估模式中所考慮之水文地質參數有七項，因此將這兩個地區 以2 公里 × 2 公里的格網進行空間切割，並針對這七項參數來給定各網格 資料，再參考與修正DRASTIC 評估模式中所對應之每個參數的權重，經 加總後即可得到濁水溪沖積扇及屏東平原每個格網的總分，此分數即代表 各網格之污染潛勢；之後再利用MAPINFO 顯示出在這兩個地區的水文地

其他類似 DRASTIC 模式以因子為基礎分析潛勢之文獻有，王敦儀 (2001) 以土壤沖蝕指標模式（SEIM）為理論基礎，配合各地降雨、地形、

土壤、覆蓋及土地利用等相關資料，運用Surfer 6.0 與 ArcView GIS 軟體 建立台灣地區土壤沖蝕潛勢圖，分析全島各地之土壤沖蝕潛勢。 陳 建 富 (2004) 針對行政院原住民族委員會自 1998~2001 年完成台灣全島 150 處 之調查部落社區中抽取21 處潛勢災害危險區，以多變量不安定指數分析 及倒傳遞類神經網路系統進行其環境潛勢災害風險評估模式之推導建 置。 戴君翰(2006) 選定 12 項坡地社區環境潛勢災害影響因子，進行獨立 性、交互性與融合性之統計檢定分析，再結合倒傳遞類神經網路與多變量 不安定指數統計分析法進行複相關迴歸及其受損風險評估模式之推導建 立，最後整合 GPS/GIS/RS 技術，完成一套適用於台灣南投地區內坡地社 區環境潛勢災害資料庫系統。侯春帆(2005) 以陳有蘭溪為崩塌潛勢研究對 象，選定六個因子，包括坡度、坡向、高程、地質、土地使用區分、距離 河道距離，各因子分別與現地之實際崩塌資料進行圖層套疊並透過不安定 指數法將各分級因子進行統計分析其中之潛感評分及各因子潛感權重，再 將各權重值以套疊方式，計算出總潛感值。陳柏帆(2006) 採用溪流長度、

有效集水區面積、 流域內邊坡坡度與坡向、地質、溪床平均坡度與潛在崩 塌比等七因子，因子間權重均假設為1，配合地理資訊系統進行土石流潛

歸來進行集水區之崩塌潛勢評估的模擬。選定集水區面積、河流長度、集 水區長度、集水區寬度、平均坡度、地質參數及道路長度等七種地形因子 並建立成地形因子資料庫，接著再把資料庫代入邏輯斯迴歸的模式中，利 用60 筆資料做訓練，40 筆資料做為驗證，建立一套邏輯斯迴歸之判別模 式。由上述文獻可歸納出二種因子間權重之作法，其一是因子間權重已經 固定或均為1，其二是以統計或類神經網路等方式決定因子間之權重。

二、潛勢評估應用於地下水之相關文獻

在地下水補注潛勢評估方面，有相當多文獻類似DRASTIC 模式以因子 為潛勢分析之基礎。Mukherjee (1996)提出許多影響地下水補注之因素，包 括地形、岩石種類、地質結構、風化程度、裂隙寬度、原生與次生孔隙率、

坡度、河系、土地利用、地表覆蓋以及氣候條件等因素皆相互控制著該區 域之地下水補注過程與流動方向。就目前常見之現地水文地質試驗與地球 物理探勘調查往往只著重於單一影響因素對地下水補注做評估，往往無法 同時考慮到不同條件之影響，相對地其調查資料之可信度將大幅降低 (Murthy, 2000)。Jasrotia et al. (2007) 利用遙感探測技術(Remote Sensing)與 地理資訊系統(Geographic information system , GIS)等技術，建構一平台做為 地下水人工補注潛勢區域(Potential zone for artificial recharge)劃分之用。其 劃分依據乃參考兩大類資料進行分析，第一類地表地質相關資料，大部分

水文土壤質地、坡度；第二類為含水層參數，其來源為現地資料，包含地 下水位深度、導水係數、水力傳導係數、蓄水係數、井之比容量及入滲能 力。再將此兩大類資料藉由地理資訊系統(GIS)之空間分析與整合後產出地 下水人工補注潛勢區圖層，配合河系網絡(Drainage network)圖層進行套疊，

以此作為執行補注地下水之依據，並用以驗證此圖層之正確性。最後近一 步將此地下水人工補注潛勢圖層之結果配合地形資料找出最適合補注的場 址，並建立一最後圖層作為最終成果之展現。此二篇文獻研究區域均屬於 岩石地形，故採用之因子無法直接套用於本研究，且無說明因子間權重如 何給定。

亦有以單一指標推估補注潛勢者，如Mondal et al. (2004)以降雨與地 下水位深度關係得到一相關係數，相關係數越大者代表補注潛勢能力越 佳。本研究參考其作法並加以擴充，作為本研究地下水補注潛勢因子之一

－降雨與地下水位變化相關性。而Braun et al. (2003)則進行兩個層次的圖 層 處 理 以 推 估 補 注 潛 勢 ， 首 先 歸 納 出 降 雨(Precipitation) 、 溫 度 (Temperature)、土壤種類(Soils)、與土地覆蓋(Land cover)等四項影響地下 水補注的顯著因子，再利用地理資訊系統(GIS)將上述顯著因子之圖層進 行空間分析再產生三張圖層，分別為滲透(Percolation)、地表逕流(Surface runoff)與根域(Root zone)三張圖層，各圖層個別依影響地下水補注潛勢的

加總即可得到，再依此判斷與劃定研究區域之地下水補注潛勢區域。其作 法並無考慮到三圖層影響補注潛勢之程度，即三圖層間之權重問題，而直 接分數加總，相當於因子間權重為1。

Shaban et al. (2006)以岩性(Lithology)、河系(Drainage)、線型構造 (Lineaments)、土地利用/覆蓋(Land use/Land cover)、岩溶區域(Karstic domains)等五項影響地下水補注潛勢之重要顯著因子評估黎巴嫩沿海喀 斯特地形山區之地下水補注潛勢。相較於其他文獻，Shaban 等人特別提出 了一套「因子邏輯關係圖」的概念，以訂定因子間之權重。本研究即採用 其方法，將於3.1 節詳細說明。葉信富等人(2008)採用岩性、土地利用/覆 蓋、線型構造、河系以及坡度等五項影響地下水補注潛勢之重要顯著因子 應用於知本溪與金崙溪流域之地下水補注潛勢評估，其因子權重之決定方 式與Shaban et al. (2006)近似。

江崇榮等人(2005)利用氚、溶氧及硝酸態氮做為地下水之示踪劑，利 用三者於水層中之濃度變化進而推估出地下水補注區之分布，其初步研究 指出濁水溪沖積扇之主要補注 來源，以扇頂為中心，包括八卦台地及斗六 丘陵之局部，總面積約285 平方公里，佔全地下水區面積之 13.7﹪。

林俊男(2000)考量八個地下水補注潛勢因子，以鄉鎮為單位推估濁水 溪沖積扇內各鄉鎮之地下水補注潛勢，其中八個因子包括增加一公尺水頭 之補注率、地表入滲潛力、定水頭邊界流失率、土地利用地表透水率、平

均年降雨量、稻作灌溉計畫水量、農業用地百分比、降雨日數。本研究則 以 1 公里見方網格為單位推估地下水補注潛勢，採用之因子亦與其不相 同。

張良正(1998)對屏東平原之地下水補注進行評估與分級，以飽和入滲 率與地下水位敏感度之乘積推估地下水補注潛勢並以此結果做為屏東平 原區域地下水補注分級之依據。進一步藉由MODFLOW 模式計算屏東地 區地下水位對於地表入滲之敏感度，並依此敏感度分析結果配合前述地表 土壤飽和入滲率評估區域補注潛勢與分級。

本研究將參考上述文獻評估地下水補注潛勢之方法，進行研究區域之 地下水補注潛勢評估；在補注潛勢因子之細部評分上，將參考 DRASTIC 之評分方法，對於補注潛勢因子間對於地下水補注潛勢之影響權重，則參 考Shaban et al.(2006)提出之方法，而在空間分析上則應用 GIS 之空間分析 功能，綜合前述地下水補注潛勢影響因子之評分標準，估算研究區域之地 下水補注潛勢。