概念流程建立

本研究所建立概念流程如圖2.16所示，第一步驟先蒐集研究區域之觀測水井地下水位、現地試驗之抽水量、抽水距離、導水係數、儲水係數等水文地質資料，第二步驟針對蒐集地下水位資料觀察，從觀察中發現地震發生後地下水位之變化形式與抽水試驗之水位洩降曲線相似，因此將水位變化類比為抽水試驗之概念形式，第三步驟所建立之概念形式分為兩種，第一種概念模式為等間距均勻抽水，第二種概念模式為空間均勻抽水，分別針對這兩種概念模式作虛擬案例證明本研究方法之可行性，最後將模式應用於研究區域，推估區域水文地質參數。

圖2.16 概念模式流程圖

第第第

第三三三章三章章章方法方法方法方法應用應用應用應用

本研究針對濁水溪沖積扇進行分析，在區域研究之前，針對濁水溪沖積扇之地理環境、水文地文特性、地下水觀測站網之地下水位資料以及含水層之地質資料蒐集進而分析。詳細敘述如后。

3.1 濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述

本研究區域範圍為濁水溪沖積扇，濁水溪沖積扇地下水區位於台灣西海岸中部，以濁水溪流域為主，範圍東起八卦山台地及斗六丘陵，西至台灣海峽，北與台中地區相接，南至朴子溪，以彰化縣二水附近之鼻子頭為扇軸向海岸延伸，其扇形半徑約40公里，面積約2562平方公里，其上之主要河川包括有濁水溪及北港溪，濁水溪沖積扇地下水區及主要河川如圖3.1所示。

濁水溪沖積扇地下水區內包含彰化縣、雲林縣及嘉義縣三個行政區域，其中彰化縣26個鄉鎮市皆位於沖積扇範圍內，雲林縣除古坑鄉東半部未納入沖積扇範圍內，其餘19個鄉鎮市皆包含於濁水溪沖積扇，而嘉義縣部分僅東石鄉、六腳鄉、新港鄉、溪口鄉及大林鎮等5個鄉鎮市位於沖積扇範圍內。

圖3.1 濁水溪沖積扇區域位置圖

3.1.1 研究區域之水文地研究區域之水文地研究區域之水文地研究區域之水文地文特性文特性文特性文特性

本研究蒐集濁水溪沖積扇地下水區之含水層地質資料，包含水文地質鑽探資料、水文地質分層、含水層分布、地下水流參數分布等，針對蒐集所得資料進行初步檢覈，確保資料之合理性，以利後續研究水文地質參數結果比較之依據。

一一

一一、、、、地文特性資料地文特性資料地文特性資料地文特性資料

本研究完整蒐集濁水溪沖積扇之地文資料，包括地表地形、地表土層分布與主要河川流域等，扇面上有濁水溪、舊濁水溪、新虎尾溪、舊虎尾溪與北港溪等五條主要河道，原均為濁水溪入海之放射入流，經民國初年整治後始成獨立溪系。平原西側海岸地帶早年沙丘遍佈，現今大部分已開墾為旱地，每年十月至翌年三月間為東北季風時節，有飛沙為害。

濁水溪位於台灣省中西部，因其流水挾帶泥砂特多，溪水四季混濁而得名。其發源於合歡山主峰與東峰之「佐久間鞍部」，源頭海拔標高約2880公尺，最上游為霧社溪，沿北北東間之縱谷而下，至廬山附近與塔羅灣溪匯流，至萬大與萬大溪合流後始稱濁水溪。再併丹大溪、郡大溪、巒大溪、陳有蘭溪、水里溪等支流，經集集盆地匯納清水溝溪、東埔蚋溪、清水溪後流入彰雲平原，於麥寮鄉許厝寮流入台灣海峽，全長 186.4公里，河床平均比降為1/55，流域面積為3155平方公里。濁水溪流域東以中央山脈為界，西為擴大之沖積扇平原而臨台灣海峽，北鄰烏溪流域，南接台灣第一高峰玉山，山脈與地形帶皆略呈南北走向。

根據地形、地質及地層材料狀況，濁水溪沖積扇可略分為扇頂區、扇央區以及扇尾區，如圖3.2所示，圖中虛線為三區之分隔線。扇頂區位於員林、溪州、西螺、虎溪、溫厝聯線以東，各含水層間無明顯之阻水層存在，露布於地表的區域即為主要之地下水補注區，河水、雨水及灌溉水等地面水源可直接入滲補注至深層地下水，並分別流入下游扇央及扇尾區之各含水層。扇央區位於扇頂自由含水層(或非侷限含水層)以西，至好修、趙甲、潭墘、田洋、北港聯線以東，阻水層覆於含水層之上，

各含水層間有明顯之阻水層存在，雨水與地面水僅能入滲補注第一含水層，無法直接補注更深層之含水層，以地層材料而言，砂礫材料所佔之比例較大。扇尾區乃扇央區以西至沿海，各含水層間亦如扇央區皆有明顯阻水層存在，唯其地層材料中，砂礫所佔之比例變得更少，而粉砂、泥、及粘土所佔之比例較大，依此地層材料分布趨勢推測，各含水層最終均於臺灣海峽中尖滅於增厚之阻水層中，亦即濁水溪沖積扇含水層下游端近似封閉，未出露於海床。

圖3.2 濁水溪沖積扇之扇頂、扇央、扇尾區分布圖

二二

二二、、、、水文特性資料水文特性資料水文特性資料水文特性資料

本研究完整蒐集濁水溪沖積扇之水文地質資料，包括地下水位與現地試驗之導水係數與儲水係數，並針對蒐集所得資料之正確性與完整性進行初步檢核，選擇合適者作為後續分析之用。

濁水溪沖積扇之觀測井水位資料從民國57年已有記錄，但卻無定期與分層記錄之程序，自民國83年後，政府陸續在濁水溪沖積扇62個地點建立觀測井，各點之觀測井數目依分層數而定，以期能適當管理豐富的地下水資源。本研究採用水利署「水文水資源管理供應系統」所提供之地下水觀測井水位資料，選定921地震造成地下水位變化觀測站之水位較齊全的資料，作為後續研究分析之實際觀測資料。

(1) 降雨量資料

濁水溪沖積扇各區地面水文及入滲特性皆不一致，降雨量空間分不與多寡會影響入滲情形，同時也會對地表逕流造成顯著的變化，整體而言，降雨量會從沿海致內陸逐漸增加，在時間分布上，豐水期則是介於每年5月至10月之間，而本研究所觀測時間為為1999年9月21日凌晨一點至1999年9月23日凌晨一點，在該時間內並無明顯降雨，因此可以忽略降雨量對地下水位之影響。

(2) 地下水觀測站網之地下水位概況

濁水溪沖積扇地區上游河川與相關之地質條件不利建置水庫，仰賴地下水水資源比例偏重，所以於第一階段（民國81年度至87年度）最先實施。目前計有地下水觀測站86站（210口），抽水試驗站28站（55口），

水文地質調查站88站，普通井仍運作中者有6口，如圖3.3所示。

圖3.3 濁水溪沖積扇地下水觀測網站井分布圖

集集地震引致濁水溪沖積扇區域地下水位變化分析之資料取自「水文水資源管理供應系統」中經濟部水利署所提供之地下水觀測網地下水位歷時資料，其時間之選取為集集地震主震發生後時間為1999年9月21日凌晨一點四十七分，地下水位之時間間距以每小時記錄一次。地下水位資料分析前須滿足兩個條件，第一個條件選取之記錄資料以地震發生後造成地下水位變化與現地試驗抽水(或注水)使得地下水位造成水位洩降

曲線相似，類比為現地試驗執行之情況，同時滿足兩條件便可分析觀測井水文地質參數並可以與現地試驗之水文地質參數值比較探討；第二個條件必須選定侷限含水層同時觀測站井執行過現地抽水試驗，符合兩個條件後便利用本研究之方法擬合地下水位以推估水文地質參數。

符合上述兩個條件之觀測井，以含水層之層別分為第二含水層的田洋(2)、海園(2)、港後(1)、溪州(2)、溪州(3) ，共有五口觀測井符合；第三含水層合興(2)、西港(4)、和豐(2)、海園(3)、港後(3)、溪湖(3)、線西 (4) ，共有七口觀測井符合；第四含水層東光(5)、田洋(3)，共有兩口觀測井符合。以上共計14口觀測井之地下水位觀測資料同時滿足兩個條件，因此便將濁水溪沖積扇之觀測井之井深度、位置資料、水文地質資料...等，現地雙井與單井試驗詳細資料記錄如表3.1表示。

以未執行試驗之觀測井符合第一個條件者，第二含水層的北港(1)、安和(2)、安和(3)、安南(1)、明德(2)、明德(3)、花壇(2)、虎尾(2)、虎溪 (2)、員林(1)，共有十口觀測井符合；第三含水層有九隆(3)、大溝(2)、安南(2)、東光(4)、東芳(2)、國聖(3)、趙甲(3)、興化(3) ，共有八口觀測井符合；第四含水層有宜梧(4)、花壇(4)，共有兩口觀測井符合。以上未執行現地試驗但符合記錄資料以地震發生後造成地下水位變化與現地試驗抽水(或注水)使得地下水位造成水位洩降曲線相似之觀測井共計20口觀測井符合，因此在2.2.2節所建立概念模式，分別對於各含水層之觀測井進行水文地質參數推估，包含上述提到的符合兩個條件的14口觀測井與僅符合與現地試驗執行時水位洩降之曲線相似的20口觀測井，共有34口觀測井以圖3.3觀測站井分布圖，結果應用與討論在3.2節做詳細敘述如后。

37 東光(5) F4 侷限 9180451 1.37E-04 28.92 4.98 17.51 22.49 58.20 1.32 16 42-2582616870 174905 243 258 ※ 田洋(3) F4 侷限 9150131 6.27E-04 5.78 24.85 15.71 40.02 43.10 0.48 12 61-2642624989 178717 262 274 備註: ※表示為雙井試驗紀錄資料；空格處為單井試驗紀錄資料

(資料來源 :經濟部水利署 )

3.1.2 含水層之地質資料含水層之地質資料含水層之地質資料含水層之地質資料

濁水溪沖積扇地下水區兼具沖積扇及三角洲環境特性，沉積物主要源自上游濁水溪集水區，在地層沉積過程中，由於古氣候冷暖變遷導致海水位升降，因而經歷了多次的海進與海退，陸相及海相地層因海岸線變遷而呈犬牙交錯沉積。陸相沉積環境包括礫石質辮狀河、砂質辮狀河及曲流等環境；海相沉積環境則包括沿岸沼澤、濱岸至淺海等環境。其中辮狀河道沉積之礫石和粗中砂層及濱岸沉積之細砂層構成本區之含水層(又稱富水層)；渠流、沿岸沼澤或淺海環境沉積之泥層為主要之阻水層，

圖3.4 濁水溪沖積扇地下含水層分布剖面示意圖 (中央地質調查所， 1999)。

圖3.4 濁水溪沖積扇地下含水層分布剖面示意圖

臺灣地區地下水觀測網第一期自八十一至八十七年度中央地調所於濁水溪沖積扇共陸續完成88站水文地質鑽探，鑽探總深度為17,051.5公尺。地調所將岩性歸併礫、粗砂及細砂層為含水層，利用沖積扇區72站

在文檔中利用地震後地下水位變化推求侷限含水層之水文地質參數 (頁 40-0)

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第三 三 三章 三 章 章 章 方法 方法 方法 方法應用 應用 應用 應用

3.1 濁水溪沖積扇區域概述 濁水溪沖積扇區域概述 濁水溪沖積扇區域概述 濁水溪沖積扇區域概述

3.1.1 研 究 區 域 之 水 文 地 研 究 區 域 之 水 文 地 研 究 區 域 之 水 文 地 研 究 區 域 之 水 文 地 文 特 性 文 特 性 文 特 性 文 特 性

3.1.2 含 水 層 之 地 質 資 料 含 水 層 之 地 質 資 料 含 水 層 之 地 質 資 料 含 水 層 之 地 質 資 料

第第第

第三三三章三章章章方法方法方法方法應用應用應用應用

3.1 濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述濁水溪沖積扇區域概述

3.1.1 研究區域之水文地研究區域之水文地研究區域之水文地研究區域之水文地文特性文特性文特性文特性

3.1.2 含水層之地質資料含水層之地質資料含水層之地質資料含水層之地質資料