濁水溪沖積扇地下水流數值模式參數設定

欲使用數值模式模擬濁水溪沖積扇地下水流動，除了需要輸入模擬網格、地 質分層、水平及垂直透水係數、儲水係數或比出水率、初始水頭分佈、邊界條件 等基本資料外，補注量及抽水量亦為模式模擬所需要之輸入資料。本節講述濁水 溪沖積扇地下水流數值模式各項參數之設定，補注量及抽水量之設定則於本章第 三節介紹。

（一） 模式範圍與邊界條件設定

建構數值模式的第一步驟為劃定欲模擬區域之範圍，即先將水平空間範圍確 定。本研究之模式範圍北起烏溪，南至朴子溪，東起八卦山台地與斗六丘陵，西 止台灣海峽。

邊界條件設定如圖 4-2 所示，烏溪至斗六丘陵（圖中 AE 段及 FH 段）設為已 知流量邊界，二水、觸口段（圖中 EF 段）為已知水頭邊界，南側及西側（圖中 AI 及 HI 段）為無流量邊界；其中，已知流量邊界之邊界入流量，依照月地下水平 衡分析中邊界補注結果給定，並依各個含水層平均厚度加以分配。

33 A

B

C

D E F G

H

I

圖 4-2 濁水溪沖積扇地下水流模擬模式邊界條件

（二） 模式網格分割與模式分層設定

本研究模式網格分割如圖 4-3 所示，模式之網格單位為 500 公尺*500 公尺之 正方形，模式範圍內每一層都有 10,335 個網格。

根據中央地質調查所之水文地質分層資料及考慮 MODFLOW 模擬的需要，將 濁水溪沖積扇視為一七層之概念地下分層，即四個含水層與三個阻水層（如圖 4-4 所示），扇頂自由含水層地區延續分層之目的，純粹是為了數值模式計算之需要。

經由概念地下分層後，分層狀況為，第一、三、五、七地下分層分別為水文地質 分層之含水層一、含水層二、含水層三、含水層四；第二、四、六地下分層即水 文地質分層之阻水層一、二、三。濁水溪沖積扇概念性分層各含水層之分層高程 與地質鑽井名稱與座標如表 4-1 所示，F1 表含水層一、F2 表含水層二、F3 表含水 層三、F4 表含水層四。

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圖 4-3 濁水溪沖積扇地下水流數值模式網格分割圖

含水層一(F1)

含水層二(F2)

含水層三(F3)

含水層四(F4)

阻水層二(T2)

阻水層三(T3)

圖 4-4 模式概念分層示意圖

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井名 TMX TMY F1 頂 F1 底 F2 頂 F2 底 F3 頂 F3 底 F4 頂 F4 底 和豐 169999 2626544 1.5 -42.5 -47.5 -131.5 -140.5 -245.5 -261.5 -286.5 安南 172567 2622644 6.2 -44.8 -53.8 -134.8 -144.8 -234.8 -259.8 -279.8 田洋 178717 2624989 11.9 -11.8 -44.8 -131.8 -166.8 -229.8 -254.8 -266.8 芳草 185350 2624184 10.4 -5.4 -30.4 -132.4 -155.4 -220.4 -246.4 -270.4 虎尾 191285 2623689 26.6 -0.5 -15.5 -143.5 -155.5 -224.5 -247.5 - 虎溪 199331 2624542 36.2 12.2 -0.8 -145.8 -156.8 -229.8 -244.8 -280.0 石榴 206944 2624360 67.0 15.6 15.6 -137.0 -145.0 -229.0 - 箔子 162598 2614898 -24.1 -58.5 -68.5 -145.5 -165.5 -245.0 - 明德 167485 2617020 5.6 -46.4 -59.4 -135.4 -161.4 -235.0 - 元長 178788 2616961 8.9 -17.1 -50.1 -147.1 -166.1 -220.0 - 宏崙 182680 2620675 3.7 -15.9 -34.9 -147.9 -171.9 -220.0 - - 宜梧 166296 2604660 0.9 -42.1 -54.1 -135.1 -172.1 -238.1 -251.1 -275.1 蔡厝 169500 2612504 4.5 -40.5 -57.5 -142.5 -165.5 -230.5 -239.5 -278.5 東光 174905 2616870 6.5 -29.5 -46.5 -135.5 -170.5 -218.5 -231.5 -282.5 嘉興 194034 2616371 30.4 -18.6 -22.6 -150.6 -156.6 -220.0 - - 東和 205251 2620504 75.1 -21.9 -21.9 -141.9 -149.9 -225.0 - - 大溝 168595 2607406 1.2 -33.8 -53.8 -142.8 -172.8 -235.0 - - 水林 172216 2608151 3.6 -26.4 -57.4 -145.4 -175.4 -230.0 - - 北港 177919 2608767 8.2 -29.8 -45.8 -140.8 -172.8 -222.0 - - 溫厝 199400 2617408 26.5 -13.9 -27.9 -147.0 -157.0 -224.0 - - 古坑 204980 2615932 100.2 -14.8 -14.8 -145.0 -155.0 -224.0 - - 東石 162790 2595720 0.6 -46.4 -70.4 -179.4 -185.4 -242.4 -247.4 -253.4 瓊埔 168219 2602115 1.0 -46.0 -71.0 -166.0 -191.0 -238.0 -249.0 -257.0 安和 178980 2601660 -8.2 -32.2 -63.2 -153.2 -188.2 -235.2 -247.2 -273.2 東榮 191545 2606340 26.5 -20.5 -40.5 -142.5 -174.5 -216.5 -238.5 -257.5 三和 196915 2611594 20.5 5.0 -34.0 -145.0 -170.0 -220.0 - - 崁腳 202021 2612378 45.1 6.5 -19.5 -140.0 -161.0 -219.0 - -

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（三） 地下水位初始值

本模式設定 2005 年 1 月 1 日之水頭為初始條件，將經濟部水利署於濁水溪沖 積扇地下水監測站網之觀測資料輸入 MODFLOW 後，內插至各網格，得到地下水 位分佈初始值。圖 4-5 為各觀測井之位置，圖 4-6 至圖 4-9 分別為四含水層 2005 年 1 月 1 日之水位圖。

圖 4-5 濁水溪沖積扇地下水觀測井位置圖

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圖 4-6 含水層一 2005 年 1 月 1 日之水位圖 圖 4-7 含水層二 2005 年 1 月 1 日之水位圖

圖 4-8 含水層三 2005 年 1 月 1 日之水位圖 圖 4-9 含水層四 2005 年 1 月 1 日之水位圖

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（四） 水文地質參數設定

為了簡化問題之複雜性，利用分區化之方法，將整個沖積扇被劃分為數個子 區域，每個子區域皆有一個固定的參數值來描述。本研究依據現場的地質鑽探資 料點或者抽水實驗點作為參數分區之控制點，以劃定每個實測參數資料所代表的 範圍分區。本研究採用 Voronoi Diagram 法，將濁水溪沖積扇進行參數分區。圖 4-10 為濁水溪沖積扇分區示意圖。

圖 4-10 濁水溪沖積扇分區示意圖

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1. 水力傳導係數（Hydraulic Conductivity）

依據「雲林內陸地層下陷地區地下水抽水機制之探討與評估期末報告」（經濟

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3. 垂向滲漏係數（Vertical Leakance，Vcont 值）

垂向滲漏係數 Vcont 值為含水層之間地下水的交換能力，愈大表示交換能力

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, ,

,

i j k i j k

Z Z

K K

（資料來源：USGS，1988）

圖 4-11 兩元素垂向透水係數示意圖

本研究之數值模式，參考張良正（1996）將含水層分為扇頂、扇央與扇尾三 區，根據各區之岩性賦予其某一特徵值之方式，表 4-4 為各分區垂向透水係數之初 估值，由於扇頂地區無明顯阻水層存在，而數值模式需進行概念化分層，故扇頂 地區含水層與阻水層之垂向透水係數一致。

表 4-4 濁水溪沖積扇垂向透水係數初估值（單位：m/day）

含水層（Aquifer） 阻水層（Aquitard）

扇頂地區 9.0 9.0

扇央地區 3.0 0.001

扇尾地區 1.0 0.001

（改自：張良正，1996）

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