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第二章 文獻回顧

3.2 SEEP2D 滲流分析

3.2.2 程式操作與模擬方法

在 GMS 6.0 的介面裡,有許多的相關模組包括前置處理模組,

程式模組以及後置處理模組,而本模擬所需的功能,首先利用 2D Mesh 模組產生支援 SEEP2D 模式的網格,再將模擬的土壤特性轉換 成 SEEP2D 所能讀取的格式,最後利用 SEEP2D 程式計算出模擬區域 的數值結果資料,最後利用後置處理模組的圖形界面展示,例如壓力、

速度、總水頭、流線分佈圖…等。

SEEP2D 能夠模擬地下水拘限或非拘限含水層的穩定狀態流況。

在非拘限含水層的模式中,通常有兩種方式去決定地下水的水位面。

第一種選擇是利用迭代法自動地將壓力為 0 的點連成一條線,當模式 收斂時,網格的上游邊界會與地下水位面重合(此為本研究方法)。

第二種選擇,可同時模擬飽和與非飽和的流動並且無需變動網格,使 地下水位面就在壓力水頭等於零的等值線。

在 SEEP2D 裡能選擇許多分析的結果,如總水頭、壓力水頭…等。

而本研究重點主要是利用參數變異形狀因子,計算廢棄物層內在不同

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定斷面座標點,定出各相關位置點

輸入網格密度

設定區域建立多邊形區域

選擇2D-MESH將圖層變成2D網格分佈圖層

細分邊界格點重新分配邊界格點

SEEP2D模式輸入

模擬方式及選用模式設定水單位重、非拘 限區、可變網格分析模式

材料性質輸入

輸入土壤滲透係數K

邊界條件設定,包括入流面、出流面、給 定水頭高度

孔隙水壓值分佈圖 執行SEEP2D

圖 3-2 SEEP2D 程式分析流程圖

圖 3-3 孔隙水壓值分佈圖

模式輸入步驟如下:

1. 選用模式設定,水單位重,本研究選用非拘限區及可變動網格。

2. 輸入土壤滲透係數。

3. 網格重新編號。

4. 邊界條件設定,包括入流面、出流面、水頭高度等。

5. 檢查模式設定。

6. 儲存模式設定。

7. 模式執行。

本研究所使用 SEEP2D 滲流軟體為穩定狀態分析,於掩埋場背靠

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形。

一階掩埋場廢棄物層基本剖面之形狀因子如圖 3-4 所示,其標準 剖面尺寸列於表 3-1 中,分析時以標準斷面為基本剖面。廢棄物層內 滲透係數為1105m/s,掩埋場之形狀因子:掩埋面坡高(H)、掩埋場 底部長度(L)、掩埋場底部邊坡角度(α)、掩埋面邊坡角度(β)等參數,

除了形狀因子改變外,滲出水頭高度(h)也跟著改變,其中水位高度 以掩埋場左側邊坡高程為基準,來進行一系列參數變異分析。一階掩 埋場廢棄物層參數變異性範圍如表 3-2 所示。

表3-1 一階廢棄物層滲流分析標準剖面尺寸

H(m) L(m) α(°) β(°)

10 30 60 45

圖 3-4 一階廢棄物層標準斷面

表3-2 一階廢棄物層參數變異性範圍 一階

參數種類 參數變異性範圍

滲出水位高度 h(m) 2、5、8、10

幾何形狀因子

H(m) 10、20、30 L(m) 10、20、30 α(°) 45、60、75

β(°) 21.8(2.5H:1V) 、26.56(2H:1V) 、45

二階掩埋場廢棄物層基本剖面與一階相同。唯一不同的地方在兩 台階之高度 H 及掩埋體長度 L 採同時變化,兩階之邊坡角度 α1、α2

以及β1、β2亦採同步變化,只變動背靠邊坡之帄台寬度 B1,而掩埋 完成面之帄台寬度 B2固定不變。

二階廢棄物層基本剖面之形狀因子如圖 3-5 所示,其標準剖面尺 寸於表 3-3,除了形狀因子改變外,滲出水頭高度(h)也跟著改變,其 中滲出水位高度以掩埋場左側邊坡高程為基準,來進行一系列參數變 異分析,參數變異範圍如表 3-4 所示。

表 3-3 二階廢棄物層滲流分析標準剖面尺寸

台階 H(m) L(m) B(m) α(°) β(°)

1 10 30 3 63.43(1H:2V) 45

2 10 25 3 63.43(1H:2V) 45

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圖 3-5 二階廢棄物層標準斷面

表3-4 二階廢棄物層參數變異性範圍 二階

參數種類 參數變異性範圍

滲出水位高度 h(m) 2、5、8、10、15

幾何形狀因子

H(m) 10、15、20 L(m) 20、30、50 B(m) 1、2、3

α(°) 45、64.43、75

β(°) 26.56(2H:1V) 、45、60