污染潛勢評估方法

1. DRASTIC 地下水污染潛勢評估法

DRASTIC 地下水污染潛勢評估法[13,14,15]是一套由美國環保署 在1985 年所發展的地下水污染潛勢評估系統。其使用於評估程序中 之包含七項水文地質參數，分別為：地下水位面深度（Depth of Water ， D）、淨補注量（Net Recharge ，R）、含水層介質（Aquifer Media ， A）土壤介質（Soil Media ，S）、地形（Topography ，T）、通氣層介 質影響（Impact of Vadose Zone Media ，I）、水力傳導係數（Hydraulic Conductivity ，C）。

其中，含水層介質的性質決定地下水的流動的能力，也影響到污 染物的傳輸及擴散；若含水層之組成介質顆粒愈大或裂縫孔隙愈多，

則滲透性愈佳且遲滯力愈差，地下水受污染可能性就愈高。而土壤介 質在DRASTIC 系統中指的是地表 3 呎（約 1 公尺）以內之表土風化 層；土壤介質對污染潛勢之影響主要決定於黏土種類、膨脹或收縮能 力、土壤顆粒大小以及有機質含量。

根據各參數之分類標準將評估區域的各個參數加權評分後，經由 下式（式2-1）計算，即可求得 DRASTIC 指標（DRASTIC Index， ）:

DRASTIC 指標（ ）

（式2-1）

其中：下標 R 為各參數之分數，下標 W 為其權重。

2. GOD 地下水污染潛勢度評估法

Foster 及 Hirata 在 1988 年提出一個可以使用或不使用量化指標 的簡易地下水污染潛勢評估法，即GOD 法[15]。此法於評估地下水 污染潛勢時使用三項參數包括：地下水含水層分類（Groundwater Occurrence）、上覆岩層（Overall Lithology）、地下水位面深度（Depth to Groundwater）。

此評估法為一個使用簡單的分類法，針對地下水含水層分類、含 水層上覆岩層之岩性及地下水位面之深度，加以分類評分；其評分之 結果可藉由量化指標來表示或以簡單的非量化分類法表示，其各項參 數之分類及評分標準如圖2-4 所示；而此法亦為一使用簡易套疊指標 地下水污染潛勢評估法，故其需對各污染潛勢分級的定義加以說明清 楚，各污染潛勢分級標準詳如表2-3 所示。

表2-3 GOD 法污染潛勢分級之定義

污染潛勢分級 定義

極高 在許多的污染狀況下，含水層會快速遭受許多污染物的污

染。

高 在大部分的污染狀況下含水層會被許多種類污染物污

染，尤其是高度集中及迅速轉換的污染物。

中等 當連續抽水時才會使含水層被一些污染物污染。

低 只有在常時間及大範圍的連續抽水時才會有污染物的移

動反應。

可忽略 沒有明顯的地下水流動穿過侷限層。

圖2-4 GOD 法各項參數之分類及評分標準

（資料來源：臺灣地區地下水文圖圖集繪製工作(2/4)，吳銘志，2004）

3. SINTACS 地下水污染潛勢評估法

SINTACS 法[15,16]是 Civita and De Maio 於 1997 年以 DRASTIC 法為基礎，並針對義大利複雜的水文地質環境加以改良後，所發展出 適用於繪製小尺度地下水污染潛勢圖之污染潛勢評估法。此評估方法 與DRASTIC 類似，使用七個水文地質參數值來加以分級評分並進行 加權計算後，得出各地區之地下水污染潛勢。此方法所使用的七項參 數包括：地下水位面深度（Soggiacence，S）、入滲量（Infiltration，I）、

未飽和帶的稀釋作用（Attenuation Effect of Non Saturated Zone，N）、

覆蓋層類型（Typology of Overburden，T）、含水層之水文地質特性

（Hydrogeology Characteristics of the Aquifer，A）、水力傳導係數

（Hydraulic Conductivity，C）、地表坡度（Slope of the Topographic Surfaces，S）。

SINTACS 法雖與 DRASTIC 法使用的評估參數相同，但 SINTACS 法評分及權重的分配則較為靈活，其權重分配方式共有五種，分別為：

一般受影響區、嚴重受影響區、滲漏帶、喀斯特區及裂隙帶；且種類 可再增加，使用者可以將現地資料依據當地狀況進行數值化工作，並 且可依現況調整分級的標準。

4. 地下水污染潛勢指標（AVI）法

地下水污染潛勢指標法[15,17]為 Van Stempvoort et al.於 1993 年 所提出，此方法進行地下水污染潛勢評估時所需使用的參數較少，故 較DRASTIC 法簡易；此法所考慮的兩項水文地質參數：含水層上方 之覆蓋層厚度（d）、含水層上方覆蓋層之垂直水力傳導係數（ ）。

5. 俄羅斯地下水污染潛勢度評估方法

此方法為台灣地下水資源圖集繪製工作中所延聘隸屬俄羅斯國 家科學院水問題研究所的科技顧問Dzhamalov 和 Zekster 所提供（2002）

[18]，其評估方法為計算地下水受保護的程度。與其他方法較為不同 的是，所求得之地下水受保護程度指標值越高代表該區之地下水受保

護的程度越高，亦即該區之地下水之污染潛勢度越小，計算方法可分 為兩種：

¾ 方法一：根據地下水位面深度（H）、通氣層的岩性（x）及厚度

（m ）等條件來計算，計算之結果為地下水受保護的程度，共分 為六級。

¾ 方法二：計算污染物入滲至含水層所需之時間而得地下水受保護 之程度，同樣可分為六級。

6. Hölting 地下水污染潛勢評估法

此方法是Hölting et al.於 1995 年所發展用以評估位於最上層、內 部相連結且具側向延伸性質之含水層受污染潛勢的方法[11]。

此方法的基本概念為：含水層的上覆層（包含土壤層及岩層）對 於經由地表入滲之污染物，具有天然的遲滯效果，以保護含水層不受 污染。此一保護能力，可用遲滯時間（Residence Time）來表示，其 與上覆層的緻密程度（Compactness）、組成物質、孔隙率、內含之有 機物、酸鹼值或陽離子交換能力、岩層及土壤厚度、入滲速度等因素 有關。

此方法將上覆層分為三個部份，分別是表層土壤、下部未固結岩 層及下部已固結岩層。因此，Hölting 法將天然水文地質環境提供保 護含水層之能力分為三個部分，分別是：表層土壤保護含水層的能力

（PS）、土壤與含水層間的岩層保護含水層的能力（PR）、額外保護 含水層的能力（PA）。天然水文地質環境各部份保護含水層的能力如 下：

¾ 表層土壤保護含水層的能力（PS）－於評估表層土讓之保護能力 時可由兩個參數：有效田間含水量（Effective Field Capacity，EFC）

及入滲速率（Percolation rate，W），分級評分而得。

¾ 表層土壤與含水層間的岩層保護含水層的能力（PR）－本部 分岩層所指的範圍是地表下方一公尺到地下水位面（或至封 閉含水層之頂部）間的岩層，並依據本範圍內，各岩層各別 的特性逐一計算其對含水層之保護能力。此部份的保護能力 可由岩層類型（Rock Type，R）及厚度（Thickness，T）等兩 項參數求得。

¾ 額外保護含水層的能力（PA）：在某些地區的水文地質環境中，

水文地質環境會對含水層提供額外的保護能力。而此一額外的保 護能力主要取決於棲止含水層系統（Perched Aquifer System，Q）

以及水壓力條件（Hydraulic Pressure Condition，HP）兩項參數。

7. EPIK 地下水污染潛勢評估法

在石灰岩地區中，如DRASTIC 法、GOD 法等傳統地下水污染 潛勢評估法將無法完全顯示出岩石裂隙（Fracture）對地下水污染潛

勢的影響；因此，Doerfliger and Zwahlen 在 1997 年提出 EPIK 法[19,20]，

此方法為一種參數加權評分法，主要的評估參數為：岩溶作用帶

（Epikarst，E）、上覆保護層（Protective cover，P）、入滲條件（Infiltration Conditions，I）、喀斯特網路發展情形（Karst-network Development，

K）。

將上述四個參數分別評分後，再乘上各自之加權值（如表 2-4 所 示），代入式 2-2 中計算，即可得到各區域之地下水污染潛勢指標 ， 各指標值所代表之易污染程度則如表2-5 所示：

（式2-2）

其中，下標 i 為各參數之分級評分值， 、 、 、 為其加權值。

以上各種地下水污染潛勢評估方法之比較如表2-6 所示。

表2-4 EPIK 法各評估參數之加權參數

溶岩作用帶(E) 上覆保護層(P) 入滲條件(I) 喀斯特網路發展情形(K)

α β γ δ

3 1 3 2

（資料來源：臺灣地區地下水文圖圖集繪製工作(2/4)，吳銘志，2004）

表2-5 EPIK 法地下水污染潛勢度分級表

地下水污染潛勢分級 值範圍

非常高 小於或等於19

高 20－25

中等 大於25

低 當P 之情形存在時

（資料來源：臺灣地區地下水文圖圖集繪製工作(2/4)，吳銘志，2004）

表2-6 各種地下水污染潛勢評估法比較表

（資料來源：高雄平原地區地下水污染潛勢之研究，黃緒瑩，2007）[37]