緃觀前人於濁水溪沖積扇之數值模擬模式，發現於補注量及抽水量設定方面 仍有許多改良與發展之空間。因此，本研究詳加探討濁水溪沖積扇補注量及抽水 量之分配方式，希冀能更為真確掌握其地下水流動情形。本節將針對補注量與抽 水量的空間分佈設定做詳細介紹。
（一） 補注（Recharge, RCH）
補注量與含水層特性、土壤性質有密切關聯，為了將水平衡計算結果合理分 配至 MODFLOW 模式網格（Grid）中，本研究補注量分河床入滲、降雨入滲與灌 溉用水補注三部分進行設定。河床入滲補注量之分配需考慮濁水溪河床質地資料，
降雨入滲補注量之分配需考慮研究區域內土壤質地資料，灌溉用水補注量之分配 除了考慮土壤質地資料外，區域內耕作制度亦需納入考量。詳細分配方式敘述如 下：
1. 河床入滲
濁水溪沖積扇範圍有烏溪、濁水溪與北港溪三個地面水系，烏溪溪水對於其 下含水層之補注，設定為北側邊界地下水流入量。另外，根據水利署（2011），可 知濁水溪上游溪州鄉與二水鄉以上主要為砂且有礫石層分布，透水性佳，上中游 至竹塘鄉之河床為礫石與砂，下游大城鄉為細粒河床，多粉土及黏土，所以河水 由上游河槽大量入滲補注；北港溪之地表岩性主要為泥，不易透水，雖然其河床 屬於砂與礫石，但河水仍難以由地表入滲補注其下之含水層。據此，模式中河床 入滲部分主要分配於濁水溪河道之網格。河床入滲分配流程圖如圖 4-12 所示。
45 河床入滲補注量
=地下水平衡分析河水補注量 -河川引水灌溉量
完成河床入滲 補注量分配
收集濁水溪 河床質資料
劃分濁水溪河道 區塊範圍
判斷各區塊之K值
決定權重
各區塊K值 各區塊面積
圖 4-12 河床入滲分配流程圖
濁水溪之河床質地資料由水利署提供，如表 4-5 所示，河床質粒徑 D50介於 1.1-5.7 mm；自斷面 70 以上之河床質粒徑 D50普遍大於 10 mm，屬於濁水溪較佳 的河段。因此模式中以斷面 70、118 為界，將濁水溪河道分為三個區塊，區塊位 置示意如圖 4-13 所示。以河床質粒徑 D50為代表粒徑，配合表 4-6 與表 4-7 給定各 斷面截成區塊之初始 K 值，並配合各區塊面積作加權平均，決定各區塊之河床入 滲分配權重。斷面 118 以上（區塊 A）之初始 K 值約為 150mm/day，區塊面積為 35,996,742.84 平方公尺；由斷面 70 與斷面 118（區塊 B）截成之區塊，其初始 K 值約為 43.7mm/day，區塊面積為 37,256,811.22 平方公尺；斷面 70 以下至河口處
46
（區塊 C）初始 K 值約為 15mm/day，區塊面積為 63,961,712.05 平方公尺，區塊 A、
B、C 之分配權重分別為 0.676、0.204、0.120。利用月計地下水平衡分析中河床補 注計算結果，配合上述各區塊之分配權重，經計算後可得各區塊之河床入滲率，
假設各區塊為一均勻入滲區。
圖 4-13 區塊位置示意圖
47
表 4-5 濁水溪斷面河床質粒徑分析表（單位：mm）
斷面 代表粒徑
Dmax 砂質含量%
4.76mm 以下 D20 D35 D50 D65 D75 D90
1 64.00 1.72 4.50 15.60 36.13 47.26 120.06 150 6 62.10 1.90 5.10 13.20 27.98 42.31 113.05 130 12 52.22 0.90 1.10 4.16 18.95 21.43 40.12 100 18 60.59 0.89 1.15 6.10 18.80 20.50 39.80 120 22 49.48 1.84 4.43 11.44 23.71 43.92 115.06 200 28 40.24 1.90 5.73 10.63 15.98 23.09 61.44 350 34 52.22 2.20 7.61 14.31 17.60 18.09 58.94 300 44 58.27 2.67 10.00 17.71 41.89 55.05 227.43 250 50 42.30 1.67 5.10 11.21 27.89 29.77 75.91 200 56 21.31 0.38 0.84 2.16 5.64 10.13 39.41 200 61 42.31 0.57 1.10 4.10 8.89 10.46 40.01 210 64 23.10 0.40 0.95 2.56 6.43 7.62 38.10 190 70 52.22 3.95 10.96 27.15 33.12 37.68 170.10 230 76 64.20 4.25 12.46 31.10 40.15 47.25 198.10 250 82 69.54 4.85 14.46 39.41 52.15 62.85 228.09 350 88 64.20 4.20 12.70 30.50 36.13 42.30 201.10 240 94 63.31 2.54 7.24 15.84 39.04 54.68 244.68 350 102 158.64 13.53 57.68 108.79 206.11 281.94 381.08 1500 108 175.20 5.79 16.42 5.10 269.44 366.49 495.27 1000 111 183.01 7.98 19.12 54.20 247.21 350.41 485.01 1400 118 190.96 12.85 22.05 57.27 246.53 361.68 531.11 1500
48
表 4-6 河床質粒徑分類
河床質分類 粒徑(mm) 說明
砏土/粘土(Silt/Clay) <0.062 砏粘土(S/C) 極細砂(Very Fine) 0.062-0.125
砂(Sand) 細砂(Fine) 0.125-0.25
中砂(Medium) 0.25-0.50 粗砂(Coarse) 0.50-1.0 極粗砂(Very Coarse) 1.0-2 極細礫石(Very Fine) 2.0-4.0
礫石(Gravel) 細礫石(Fine) 4.0-8.0
中礫石(Medium) 8.0-16.0 粗礫石(Coarse) 16.0-32.0 極粗礫石(Very Coarse) 32.0-64.0 小卵石(Small) 64.0-128.0
卵石(Cobble) 大卵石(Large) 128.0-256.0
小塊石(Small) 256.0-512.0
塊石(Boulder) 中塊石(Medium) 512.0-1,0254.0
大塊石(Lrg) 1,024.0-2,048.0 巨大塊石(Very-Lrg) 2,048.0-4,096.0
岩床(Bedrock) >4,096.0 岩床(Bdrk)
49
0.932039 0.0362642 0.000296759 mm day
50
表 4-8 彰化縣及雲林縣土地利用面積統計表（單位：m2）
土地使用類別 面積 比例
農業用地 1,952,379,545.35 73.40%
水利用地 379,709,669.38 14.27%
建築用地 207,104,938.27 7.79%
工業用地 32,205,642.80 1.21%
遊憩用地 6,304,500.22 0.24%
交通用地 5,827,690.52 0.22%
軍事用地 5,004,414.81 0.19%
礦業及土石用地 1,672,295.57 0.06%
其他用地 69,888,323.09 2.63%
合計 2,660,097,020.01 100.00%
圖 4-14 彰雲地區土地利用圖
51 地下水平衡分析
降雨入滲補注量
完成降雨入滲補注 分配
土壤質地資料收集 (0-30/ 30-60/ 60-90/ 90-150 cm)
各土壤種類之滲漏量
將其垂向分層之滲漏量 進行調和平均
決定權重 垂向平均滲
漏量
土壤質地 區塊
圖 4-15 降雨入滲分配流程圖
研究範圍之土壤質地資料由農委會提供，資料內記載土壤之空間分佈情形。
土壤質地資料的屬性包括坡度、分級排水性及土壤鑽探等資料，土壤質地屬性依 其深淺共分成 0~30 公分、30~60 公分、60~90 公分、90~150 公分四層，圖 4-16 至 圖 4-19 分別為研究範圍內四層土壤質地分佈情形。本研究依台灣省水利局經驗公 式對不同土壤入滲量之估算值（如表 4-7 所示），將土壤質地 0 至地下 150 公分垂 向分層之滲漏量進行調和平均，得到垂向平均滲漏量。將所得之垂向平均滲漏量 與各土壤質地區塊面積作加權平均，即可求出各土壤質地區塊之降雨入滲分配權 重。最後將所求得之降雨入滲分配權重與地下水平衡分析降雨入滲補注量相乘，
即可得研究區域內各土壤區塊之降雨入滲補注率。
52
圖 4-16 土壤質地資料 0-30cm 圖 4-17 土壤質地資料 30-60cm
圖 4-18 土壤質地資料 60-90cm 圖 4-19 土壤質地資料 90-150cm
53
3. 灌溉補注
灌溉用水入滲分配流程圖如圖 4-20 所示。灌溉用水補注之分配除了考慮濁水 溪沖積扇地區之土壤質地資料外，濁水溪沖積扇地區之耕作制度亦是需要考量的 重要條件，因為不同耕作制度之灌溉水量有相當大的差異，對於入滲量有一定程 度的影響。因此，灌溉用水補注量為利用月計地下水平衡分析中地下水抽灌及河 水引灌之計算結果，考慮濁水溪沖積扇地區垂向土壤滲漏量與耕作制度作為權重 之設定，再依此權重將灌溉用水補注分配至模式網格中。
由於不同的作物耕作制度所需要之灌溉用水量有相當大的差異，其直接影響 了各耕作制度之灌溉補注，所以需以一比例決定各耕作制度所分配到之灌溉用水 補注量，在此將該比例命名為耕作制度用水比。而耕作方式為稻作與旱作輪流種 植，因此欲決定耕作制度用水比，需先推算稻作與旱作單位面積灌溉用水比，再 配合耕作方式計算各耕作制度灌溉用水值，最後即可求得耕作制度用水比。
根據彰化農田水利會與雲林農田水利會之灌溉用水紀錄，推得濁水溪沖積扇 地區之稻作與旱作單位面積灌溉用水比為 6.7:1.0。分別以單期作及三年一作舉例 說明耕作制度灌溉用水值計算方法，單期作耕作方式為年種植一期水稻、一期旱 作，水稻與旱作種植約各佔半年時間，將水稻種植時間（1/2）乘稻作單位面積灌 溉用水比（6.7），加上旱作種植時間（1/2）乘旱作單位面積灌溉用水比（1.0），其 耕作制度灌溉用水值計算如式(4.4)所示：
1 1
6.7 1 3.85 2 2
(4.4)三年一作耕作方式為每年分別由一輪區種植一期水稻，每一輪區於三年內種植一 期水稻其餘時間種植旱作，因此，水稻種植之時間區間為 1、旱作種植之時間區間 為 5。將水稻種植時間（1/6）乘稻作單位面積灌溉用水比（6.7），加上旱作種植時 間（5/6）乘旱作單位面積灌溉用水比（1.0），其耕作制度灌溉用水值計算如式(4.5)
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所示：
1 5 6.7 1 1.95
6 6
(4.5)據此，雙期作灌溉用水值經計算為 6.70，二年一作為 2.43，三年二作為 4.80，蔗 作為 1.00。參見表 4-9。
表 4-9 耕作制度用水比
耕作制度 單期作 雙期作 二年一作 三年一作 三年二作 蔗作 用水值 3.85 6.70 2.43 1.95 4.80 1.00
將月計水平衡分析之灌溉用水補注量結果與耕作制度用水比相乘，即得到各 耕作制度之灌溉用水補注量。套疊分析耕作制度範圍及土壤垂向平均滲漏值後，
發現各耕作制度範圍內之土壤具有異質性，因此本研究以耕作制度為單位，使用 面積加權方式分析各耕作制度區域的灌溉用水補注分配權重。將所得之各耕作制 度區域的灌溉用水補注分配權重，配合對應之耕作制度灌溉用水補注量，經計算 後得各耕作制度區域各土壤區塊的灌溉用水補注率。
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土壤質地資料收集 (0-30/ 30-60/ 60-90/ 90-150 cm)
各土壤種類之滲漏量
將其垂向分層之滲漏量 進行調和平均 地下水平衡分析
灌溉用水補注量
完成灌溉用水 補注量分配
收集 濁水溪沖積扇 耕作制度田區位置圖 耕作制度用水比
各耕作制度灌溉 入滲補注量
決定權重 垂向平均滲
漏量
土壤質地 區塊 耕作制度
區塊
圖 4-20 灌溉用水入滲分配流程圖
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（二） 抽水
依據本研究第二章第六節之用水調查資料內容及水平衡分析之抽水量結果，
本模式之抽水量設定分為兩大類：公井抽水與民井抽水，其中公井抽水又分為農 田水利會灌溉用水及自來水公司，各類抽水有不同的設置方式，其設置情形茲分 別說明如下：
1. 農田水利會灌溉用水
農田水利會的水井主要根據彰化農田水利會、雲林農田水利會提供的水井抽 水記錄資料而設置，其資料包含抽水井名、抽水井位置、抽水井深度、抽水量等 資訊。
2. 自來水公司
自來水公司的水井主要根據水公司所提供的水井抽水記錄資料，及水利署年 度生活用水統計資料而設置。自來水公司抽水紀錄包括營運所名稱、抽水井名、
抽水井位置、抽水井深、抽水井徑、抽水馬力等資訊，獨缺抽水井之抽水量資料，
又研究區域內之自來水源係抽用地下水，所以在自來水公司抽水量設定視年度生 活用水量統計（經濟部水利署，2005-2009）之自來水用量為自來水公司抽水量，
而鄉鎮市內每一口井的抽水量係為平均分配。以 2005 年彰化縣二林鎮為例，其自 來水用量統計值為 4,370,557 噸/年，又二林鎮內有 6 口自來水公司抽水井分佈，所 以二林鎮內各口自來水公司抽水井抽用量為 728,426 噸/年。
3. 民井抽水
自民國 89 年起，水利署陸續辦理彰化縣、雲林縣各鄉鎮全面性之水井清查工 作，本研究據此，以鄉鎮市之行政區域為單元，設定濁水溪沖積扇之民井抽水量，
其設定流程如圖 4-21 所示。
57 月計地下水平衡
抽水量分析結果
農田水利會紀錄抽水量 自來水公司生活用水量
農田水利會紀錄抽水量 自來水公司生活用水量