應用二維地電阻法推估蘭陽平原扇頂地區淺層地下水位面於乾溼季的變化量及比出水率

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謝孟勳(Meng-Shiun Shie) 查詢紙本館藏

畢業系所

地球科學學系

論文名稱

應用二維地電阻法推估蘭陽平原扇頂地區淺層地下水位面於乾溼季的變化量及比出水率
(Application of 2D Electrical Resistivity Imaging for the Estimation of the Groundwater Table and Specific Yield in Lanyang Plain, Taiwan)

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摘要(中)

蘭陽平原位於台灣東北部，東鄰太平洋，西側與南側接雪山山脈及中央山脈。本研究地區位於蘭陽溪至羅東溪之間－大隱地區，此區位於扇頂補注區的礫石層範圍內，在水文地質方面，屬於非拘限含水層分布區域，適合地下水區。為了瞭解蘭陽平原大隱地區之地下水文特性，遂利用二維地電阻法(Electrical Resistivity Imaging, ERI/ Electrical Resistivity Tomography, ERT)調查並計算淺層地下水位深度及比出水率隨季節之變化情形。在研究區域內，每次布設十條二維地電阻測線，並於測區內之大隱地下水觀測井附近進行試驗，以利進行推估地下水位面之比較，而後將調查所得電阻率資料帶入Archie’s Law 轉換成相對含水量，並藉由van Genuchten與Brooks-Corey保水曲線推估地下水位深度，以及利用飽和及殘餘含水量計算比出水率，最後將所得結果繪製成地下水位高程分布圖。本研究區域其比出水率約0.06至0.15之間，並發現地下水位由西南向東北遞減趨勢，與羅東溪流向大致一致，推測本區分別受到山區及河流補注影響。最後，比較兩種保水曲線模型推估結果，以van Genuchten模型較為接近真實地下水位面。

摘要(英)

The Lanyang Plain is located at the northeastern part of Taiwan, which is adjacent to the Pacific Ocean and the Hsuehshan Range, Central Range is in its south to west. The study area is located in Da-yin area which is between Lanyang River and Luodong River, which brings thick gravel layers. This area is a great potential for groundwater developments, so we tried to use geophysics method to know the hydrogeological parameters of this area. In the study, We applied 2D Electrical Resistivity Imaging (ERI) method to estimate the depth of groundwater table and specific yield of the unconfined aquifer in dry and wet seasons. We have deployed ten survey lines in the study area. And the investigation is conducted near the Da-yin groundwater observation well to compare with groundwater estimation. Based on Archie′s Law, we converted the resistivity data into relative water contents. Using the van Genuchten model and Brooks-Corey model to characterize the depth of the water table, and calculate the specific yield by the difference between the saturated and residual water contents. Finally, the results can depict the water level distribution in the study area. According to the results, the specific yield is 0.06 to 0.15 and the groundwater level decreases from southwest to northeast, which is same as the flow direction of Luodong River. It is speculated that this area is affected by the rainfall from mountain and river recharge. Finally, comparing the estimation results, van Genuchten model is closer the real groundwater table than Brooks-Corey model.

關鍵字(中)

★ 蘭陽平原
★ 二維地電阻影像法
★ 保水曲線
★ 比出水率

關鍵字(英)

★ Lanyang plain
★ Electrical resistivity imaging
★ Water retention curve
★ Specific yield

論文目次

摘要 i
Abstract ii
目錄 iii
表目錄 vi
圖目錄 vii
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 前人文獻回顧 1
第二章研究區域環境概述 4
2.1 蘭陽平原 5
2.1.1 平原沉積物組成 5
2.1.2 周緣山區地層概述及地體構造 6
2.1.3 水系 10
2.2 測區－大隱地區地質概述 10
2.3 氣候 11
2.4 地下水 13
第三章研究方法 15
3.1 直流地電阻法 15
3.1.1 基本原理 15
3.1.2 二維地電阻剖面法 18
3.1.3 電極排列方法 19
3.2 地電阻量測儀器 22
3.3 施測地點及施測規劃 23
3.4 反演算 24
3.5 地下水推估方法 26
3.5.1 選取一維電阻率分佈曲線 26
3.5.2 利用Archie’s law推估土壤含水率變化 27
3.5.3 比出水率及保水曲線模型 29
第四章研究結果 33
4.1 研究結果概述 33
4.1.1 安農溪以北測量區 33
4.1.2 安農溪與羅東河溪之間量測區 38
4.1.3 羅東河以南量測區 47
4.2 測線電性結構與各月份地下水位面分布結果 51
4.3 最大比出水率分布結果 58
第五章討論 61
5.1 安農溪以北量測區地電阻剖面 61
5.2 乾濕季地下水位比較 61
5.3 van Genuchten保水曲線模型與Brooks-Corey模型比較 64
5.3.1 安農溪以北測量區 64
5.3.2 安農溪與羅東河溪之間量測區 66
5.3.3 羅東河以南量測區 68
5.4 LY03測線附近最大比出水率 69
第六章結論 71
參考文獻 73
附錄A 76

參考文獻

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指導教授

張竝瑜(Ping-Yu Chang)

審核日期

2022-1-26

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