潛勢評估因子與權重

本研究的課題乃是地下水補注，而地下水補注的研究又可分為兩個層 次，一個乃是半定量的補注潛勢評估，另一個乃是定量的補注量推估，補 注潛勢可用以描述一個地區客觀上是否容易補注，然而實際上仍需有如降 雨等補注來源才能產生地下水補注，因此補注潛勢並不直接等同於補注 量。在潛勢評估方面，最具代表性乃是以DRASTIC 為代表的一系列以因 子權重分析為基礎的研究。本研究參考DRASTIC 的精神，進行補注潛勢

DRASTIC 地下水污染潛勢評估系統是美國水井協會配合美國環保署 於 1985 年所提出，原本乃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。原DRASTIC 模式中，乃考慮七項水文地質參數，以評估一地區受污染潛勢之相對大 小。由於此七項水文地質參數均可以圖層方式表示，故可結合地理資訊系 統(GIS)，將一地區之污染潛勢以圖形顯示。DRASTIC 模式除對一般性污 染物提出考慮水文地質參數之權重外，尚針對農業行為提出農業權重。經 由DRASTIC 模式所得之指標值本身並無不是污染發生機會之絕對值，其 只在顯示污染潛勢(發生機會)之相對大小。

1. DRASTIC 之水文地質參數及其評分

上述提到水文地質參數有七項，即為DRASTIC 名稱命名之由來：地 下水位深度(Depth to water, D)、淨補注量(Net recharge, R)、含水層介質 (Aquifer media, A)、土壤介質(Soil media, S)、地形坡度(Topography, T)、

未 飽 和 層 影 響(Impact of vadose zone, I) 與 含 水 層 水 力 傳 導 特 性 (Conductivity of the aquifer, C)。此七項水文地質參數皆可用地圖形式來表 現。DRASTIC 系統將考慮之七個水文地質參數分別轉換成 0~10 分之分數 等級。分別說明如下:

(1). D (地下水位深度)

D 表示地面至地下水位之深度(圖 3.1-1)。一般而言，D 值愈小，則地下水

(Rating)

呎 公尺

(Rating)

呎 公尺

含水層介質之性質決定地下水於其間的流動能力，更影響到污染物之 (Rating)

典型分數等級 (typical Rating) 塊狀頁岩(Massive shale) 1-3 2

變質/火成岩(Metamorphic/igneous) 2-5 3 風化之變質/火成岩

(Weathered metamorphic/igneous) 3-5 4 薄層砂岩、石灰岩、頁岩層

(Thin bedded sandstone,limestone,shale sequeuces)

5-9 6

表3.1-4、S 值之範圍及分數等級 範 圍

(Range)

分 數 等 級 (Rating) 薄或無(Thin or Absent) 10

砂礫(Gravel) 10

砂(Sand) 9

收縮及結塊粘土

(Shrinking and/or Aggregated clay) 7 砂質壤土(Sandy loam) 6

壤土(Loam) 5

坋質壤土(Silty loam) 4 粘質壤土(Clay loam) 3 非收縮及非結塊粘土

(Nonshrinking and nonaggregated clay) 1 (5). T (地形坡度) (Rating) 0~2 2~6

和、過濾、化學反應、揮發及延散作用等均是於未飽和層中可能發生之過 (Rating)

典型分數等級 (Typical Rating) 坋/粘土(Silt/Clay) 1-2 1

頁岩(Shale) 2-5 3

石灰岩(Limestone) 2-7 6 砂岩(Sandstone) 4-8 6 層狀石灰岩、砂岩、頁岩

(Bedded limestone, sandstone, shale) 4-8 6 含坋土及黏土之砂與礫石

(Sand and gravel with significant silt and clay) 4-8 6 變質岩/火成岩(Metamorphic/igneous) 2-8 4 砂及礫石(Sand and gravel) 6-9 8

(Rating) Gpd/ ft² Cmd/m²

1-100 100-300 300-700 700-1000 1000-2000

2000+

DRASTIC 系統中除對一般性污染物提出所考慮水文地質參數之一般 C (Hydraulic Conductivity of the aquifer) 3 2

2. DRASTIC 污染評估指標之決定

決定上述七個水文地質參數之分數值(Rating)及權重值(weighting) 後，其相應之乘積和即為DRASTIC 污染評估指標值，如式 3.1-1 所示：

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及全區之補注量。並依照此五個影響因子 間的主要影響關係與次要影響關係訂定因子間之權重比例。

根據圖 3.1-2 地下水補注潛勢相互影響因子概念圖給予判定，如各項 因子間存在主要影響關係(實線部份)，則給予 1.0 分之權重值；如各項因 子間存在次要影響關係(虛線部份)，則給予 0.5 分之權重值。之後再將各 因子進行分級，各分級皆有其權重分數(Weight)，最高為 10 分，最低為 1 分，如表3.1-9 所示。接著再把之前各因子所代表的權重比例(Rate)與因子 內部之分級所代表權重(Weight)乘積即可得到該因子內部分級對地下水補 注潛勢之影響能力，如表3.1-10 所示。

圖3.1-2、地下水補注潛勢相互影響因子概念圖(Shaban et al., 2006)

表 3.1-9、地下水補注潛勢影響因子之權重表(Shaban et al., 2006)

表3.1-10、地下水補注潛勢因子影響能力評估(Shaban et al., 2006)