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系統識別號 U0026-0308201215390200
論文名稱(中文) 休耕水田湛水深度對地下水補注成效評估
論文名稱(英文) Effectiveness Assessment on Groundwater Recharge with Ponding Water Depth in Fallow Paddy Fields
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩博士班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 100
學期 2
出版年 101
研究生(中文) 黃信茗
研究生(英文) Hsin-Ming Huang
學號 N88911067
學位類別 博士
語文別 中文
論文頁數 185頁
口試委員 指導教授-詹錢登
召集委員-丁澈士
口試委員-葉一隆
口試委員-李振誥
口試委員-蘇明道
口試委員-徐年盛
中文關鍵字 休耕水稻田  地下水補注  蘭陽平原  GMS 
英文關鍵字 fallow paddy fields  groundwater recharge  Lan-Yang Plain  Groundwater Modeling System 
學科別分類
中文摘要 水稻田具有生產、生活及生態之三生功能,政府農政單位為因應社經環境變遷及有效發揮水田三生功能,減低旱澇災損,調整農業政策,獎勵水稻減產及稻田轉作。因應稻田減產或轉作後,水稻田在不荒廢及永續利用的考量下,以休耕水稻田湛水進行地下水資源補注及涵養工作為本研究重點。研究將了解休耕水稻田於湛水後,水在土壤間的傳輸機制,作為地下水涵養補注的量化指標,並成為各項研究成果推廣之依據。
研究地點位於宜蘭縣之蘭陽平原,本區沖積層顆粒在上游區以礫石為主,地下水含水豐富,傳導效果佳,可長期湛水,水分可穿透牛踏層直接補注地下水,為良好之補注區。本研究收集蘭陽平原相關資料並採用美國地質調查所(U.S.G.S)所發展GMS中之MODFLOW(三維地下水流模式),來模擬本區之地下水流況,評估豐水期田區不同湛水深度對地下水補注之效益。研究結果顯示:
(1)水田補注湛水深度越高,地下水流入與流出的水量也會隨著增加,此現象可顯示不同湛水深度會造成不同梯度。(2)若土壤質地為砂質土或礫石則流入量較泥質土多,然相對的流出量也較多,故補注效益略差。(3)砂質土與礫石土所設定的水力傳導係數較大,因此補注效益也會呈現比較佳的情況,然砂質土與礫石土實際上可留住的水分不見的比泥土質好,故以泥砂混合的土質較適合休耕湛水之地下水補注。(4)頭城、礁溪及壯圍等3個工作站所轄的灌溉區域其土質具有泥砂混合的特性,為宜蘭地區較適合休耕湛水的區域。(5)由不同湛水深度之等水位圖顯示,泥砂混合的土質較適合做為湛水區域,而礫石土因為不容易儲存水分,故補注量雖然較多但補注效益較差。(6)蘭陽平原若在二期作進行休耕湛水則以全區湛水25 cm 之效益最佳。
英文摘要 The paddy fields have multiple functions of production, livelihood and ecology. Due to series of agricultural policies to encourage the reducing the rice production and transfer by the agricultural authorities of the Taiwan Government, it has resulted in an apparent impact to the rice production structure. In the wake of domestic agricultural development as the change in the effective application of existing resources and to increase crop
production and quality conditions, the long-term irrigation of rice fields has become an important source of groundwater recharge. The focus of the study were to the simulation of groundwater recharge from the ponding water of the fallow paddy fields, also to study the water transfer within soils and to develop quantified index of groundwater recharge.The research results will also be the basis for future promotion.
The study site was located in the Lan-Yang Plain of Ilan County, where the groundwater in the area is abundant due to the alluvial layer of gravel in the upstream region. This site is a good groundwater recharge zone with high water conductivity and water storage. The study adopted the MODFLOW of the Groundwater Modeling System (GMS) to simulate the groundwater flow and evaluate the effect of different water depths to the groundwater recharge. The results showed that:
(1) The higher the recharge water depth, the higher the amount of water inflow and outflow.This is due to different gradient by different water storage depth.
(2) The inflow in the sandy or gravel soil texture is more than the muddy soil and so does the outflow. Therefore indicate a slightly worse recharge efficiency.
(3) The groundwater recharge of the sandy soil and gravel is higher due to greater hydraulic conductivity. However, the sandy soil and gravel retain less water than the
muddy soil in the field. Therefore a mixture of the sandy and muddy soils is the best for groundwater recharge in the fallow paddy field.
(4) The soils in the Touchen, Chiaoxi, and Chuangwei stations have the characteristics of mixture of sandy and muddy soil. These areas are appropriate for water storage in the fallow paddy fields.
(5) It can be proved by the equal water level map that the sandy-muddy mixed soil is the most suitable for the groundwater recharge zone. Although the recharge amount is high from the gravel zone, the recharge efficiency is low.
(6) The storage depth of 25 cm has the best efficiency for the second crop period at the Lan-Yang plain.
論文目次 摘要 I
ABSTRACT Ⅱ
誌 謝 Ⅳ
目 錄 V
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅸ
第一章、緒 論 1
1.1台灣水田休耕的歷史 1
1.2水田休耕之文獻回顧 6
1.3研究動機 19
1.4、研究步驟及流程 20
1.5、本文組織架構 22
第二章、研究區域概述及資料收集與調查 23
2.1、水文及地文資料收集與分析 23
2.2、農業用水及農田耕作情形 36
2.3、地下水資料收集與分析 40
2.4、土地利用情形 65
2.5、蘭陽平原土壤基本入滲率試驗及入滲圖 66
2.6、研究區域補注量 71
第三章、模擬地區數值模擬分析 74
3.1模擬地區水文地質含水層 74
3.2、MODFLOW模式介紹 77
3.3、模式參數 82
3.4、模式率定 87
3.5、最佳湛水深度方法 87
第四章、模擬結果分析 90
4.1模式率定 90
4.2模擬結果 92
4.3最佳湛水深度分析 121
第五章、結論與建議 129
5.1結論 129
5.2建議 131
参考文獻 132
附錄A 蘭陽平原各觀測站雨量組體圖 140
附錄B 蘭陽平原各觀測站水文地質柱狀圖 144
附錄C 蘭陽平原各觀測站地下水位歷線圖 167


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