受負薄壁效應影響微水實驗參數推估方法

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曾建博(Chien-Po Tzeng) 查詢紙本館藏

畢業系所

應用地質研究所

論文名稱

受負薄壁效應影響微水實驗參數推估方法

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摘要(中)

微水試驗由於實驗時間短、所需設備與操作人員少並且執行容易，故廣泛應用於含水層參數推估。於苗栗縣通霄鎮鐵鉆山礦場進行現場微水實驗時，發現其中一筆微水實驗資料繪於半對數圖上呈現第一段為直線，而第二段呈現回水極慢，接近一水平線的洩降變化。另一筆微水實驗資料呈現兩段折線，小時間為一段陡峭的直線，緊接的第二段直線斜率較第一段小。兩種特徵皆反映出在微水實驗進行之後，小時間可能有一補注源快速供水致使試驗井中水位快速回升。推論此試驗井中洩降急遽變化應是受到負薄壁效應或者是濾料層的影響。參考前人分析微水實驗的模式中，並無人提出模擬負薄壁之模式進行研究、討論及發展相關參數推估方法。為證實推論之正確性，本研究建立環狀雙層暫態微水實驗分析模式以探討並分析真實情況中，有限厚度負薄壁對微水實驗資料進行參數推估之影響。經本研究分析後得知下列結論：(1)實驗資料在半對數圖上由一段直線變化成兩段折線，須在薄壁層與含水層傳導係數相差100倍以上，儲水係數相差100倍的情況下。此時實驗資料第一段折線反映負薄壁效應影響。若利用Bouwer and Rice (1976)半對數圖法，取第二段折線之斜率求取含水層T值，誤差最多可達2倍。建議同時進行長時間定流量抽水實驗或定水頭抽水實驗進行相互驗證。(2)當實驗資料呈現第一段直線，第二段接近水平線的特徵，反映薄壁層與含水層傳導係數大約相差104倍，儲水係數相差100倍的情況。利用本研究所研發之曲線疊套方法，可成功求出薄壁層及含水層之傳導係數、儲水係數，薄壁厚度及洩降影響範圍。但由於產生非唯一解情況，所推估出的水文地質參數僅薄壁層之傳導係數較為可信，其餘參數因實驗資料可疊套不同無因次參數組合之標準曲線，而導致無法求得準確值。且此時含水層之T值、S值相較於薄壁層來說非常小，實驗資料所反映的大部分是薄壁層的影響，無法進一步求得正確含水層K值。建議當實驗資料呈現第一段直線，第二段接近水平線特徵時，改以定流量抽水實驗或定水頭抽水實驗代替。

關鍵字(中)

★ 薄壁
★ 微水實驗

關鍵字(英)

★ slug tests
★ skin

論文目次

目錄
論文提要…………………………………………………………………i
誌謝………………………………………………………………………ii
目錄………………………………………………………………………iii
圖目錄……………………………………………………………………v
表目錄……………………………………………………………………vii
符號說明…………………………………………………………………viii
第一章緒論………………………………………………………1
1.1 前言…………………………………………………………1
1.2 前人研究……………………………………………………1
1.3 實驗場址介紹………………………………………………4
1.4 研究內容背景………………………………………………4
1.5 研究目的……………………………………………………5
第二章相關微水實驗分析模式………………………………11
2.1 類靜態微水實驗分析模式………………………………11
2.2 暫態微水實驗分析模式…………………………………14
2.2.1 Cooper et al. (1967)受壓含水層模式…………14
2.2.2 Ramey et al. (1975), Sageev (1986)模式…17
2.2.3 Moench and Hsieh (1985)模式…………………18
2.2.4 Hyder et al. (1994) KGS模式…………………19
第三章環狀雙層暫態微水實驗分析模式建立及解答………22
3.1 環狀雙層暫態微水實驗分析模式建立…………………22
3.1.1 概念模式建立…………………………………………22
3.1.2 數學模式建立及解答…………………………………23
3.2 標準曲線製作及參數敏感度分析………………………26
3.2.1 敏感度分析……………………………27
3.2.2 敏感度分析……………………………27
3.2.3 CD敏感度分析………………………………………27
3.2.4 敏感度分析…………………………………………28
3.2.5 敏感度分析…………………………………………28
3.2.6 討論………………………………………………..28
3.3 含水層近似不透水邊界解及參數敏感度分析…35
3.3.1 =0情況下之參數敏感度分析…37
第四章分析有限厚度負薄壁對微水實驗資料進行參數推估之影響
…………………………………………………………………41
4.1 微水實驗第一類特徵建立………………………………41
4.2 微水實驗第一類特徵參數敏感度分析…………………44
4.3 微水實驗第二類特徵建立………………………………47
4.4 微水實驗第二類特徵參數敏感度分析…………………47
4.4.1 敏感度分析………………………………………47
4.4.2 敏感度分析………………………………………49
4.4.3 CD敏感度分析……………………………………49
4.4.4 敏感度分析…………………………50
4.4.5 敏感度分析…………………………………50
4.5 發展微水實驗第一類特徵出現時之含水層參數推估方法
……………………………………………………………50
4.5.1 含水層參數推估方法……………………………56
4.5.2 實際案例分析……………………………………57
4.5.3 討論………………………………………………57
4.6 驗證Bouwer and Rice (1976)半對數圖法分析兩段折線情
況正確性…………………………………………………58
第五章結論與建議……………………………………67
附錄一……………………………………………………69
附錄二……………………………………………………74
參考文獻…………………………………………………77

參考文獻

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指導教授

陳家洵(Chia-Shyun Chen)

審核日期

2002-7-16

推文