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系統識別號 U0026-2707201617121200
論文名稱(中文) 澎湖地區地下水海水入侵之模擬與整治策略
論文名稱(英文) A numerical analysis on seawater intrusion in Penghu and its remediation strategy
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 104
學期 2
出版年 105
研究生(中文) 周思妤
研究生(英文) Ssu-Yu Chou
學號 N86034055
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 89頁
口試委員 口試委員-陳主惠
口試委員-賴建信
口試委員-徐國錦
口試委員-丁崇峯
口試委員-李哲瑋
指導教授-羅偉誠
中文關鍵字 MODFLOW  MT3DMS  澎湖  海水入侵  地下水鹽化 
英文關鍵字 MODFLOW  MT3D  Penghu  seawater intrusion 
學科別分類
中文摘要 澎湖地區蒸發量大於降雨量,且降雨分佈不均,湖庫水蓄存不易,該區亦無天然河道,因此地下水成為當地居民主要用水來源;但澎湖地區自古即存在地下水鹽化之問題,隨著用水需求逐漸成長,已多於天然補注量,導致海水入侵、地下水鹽化問題日益嚴重。
因此,為了解澎湖地區地下水鹽化機制並且擬定整治方案,本研究以氯鹽濃度做為地下水鹽化指標,分別利用MODFLOW地下水數值模式建立澎湖地區地下水概念模式,藉由MT3DMS溶質傳輸模式模擬氯鹽傳輸情況,克服先天環境在澎湖地區的劣勢及後天水文地質資料的缺乏,本模式透過穩態及暫態的率定及驗證,已成功建立符合澎湖地區長期用水條件下之三維地下水流數值模式,以三種情境預測預測未來五年的氯鹽濃度變化,分別是維持現況抽水量、平均減抽50%以及減抽之外再搭配補注井進行人工補注,並且比較各方案之水位及氯鹽濃度差異。
成果顯示減抽作為可使水位平均上升2.27公尺,並且對於大部分區域皆有改善氯鹽濃度之成果,部分區域因水力梯度改變造成氯鹽濃度微幅上升,但港子村則是因海水入侵問題過於嚴重,實行減抽並無改善效果,經人工補注後可皆達改善之成效,整體平均氯鹽濃度降低46.7 mg/L。
英文摘要 In Penghu, Taiwan, the quantity of rainfall is less than that of evaporation. There is a shortage of surface water, and thus groundwater is the main water resource. However, the amount of pumping has increased with increasing urban development and population growth, and thus seawater intrusion and groundwater salinization have become more serious.
Previous studies have used a groundwater numerical model to simulate groundwater salinization. Therefore, we use MODFLOW and its sub-mode MT3DMS to simulate the groundwater level and chloride concentration distribution in Penghu. The chloride concentration is used as a salinization indicator. After calibrating and verifying the model, three scenarios are used to predict the groundwater salinization in this area. The results show that a remediation strategy can raise the groundwater level and dilute the salt concentration in whole area. In addition, the priority area for the injection of freshwater is Gangzih village.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 VI
目錄 VII
表目錄 IX
圖目錄 X
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 2
1.2.1 澎湖相關研究計畫 2
1.2.2 海水入侵及地下水數值模式 2
1.2.3 人工補注工程 6
1.3 研究方法及流程 9
1.4 本文架構 10
第二章 研究區域 11
2.1 地理環境概述 11
2.2 氣候概述 13
2.3 水文地質概述 15
2.4 地下水系統 17
2.4.1 含水層分層 17
2.4.2 地下水位 19
2.4.3 地下水補注 23
2.4.4 地下水質概況 26
2.5 水資源供需概況 36
第三章 三維地下水數值模式 38
3.1 模式介紹 38
3.1.1 MODFLOW地下水流模式 38
3.1.2 MT3DMS溶質傳輸模式 40
3.2 澎湖地區地下水流模式建置 42
3.2.1範圍劃分、邊界條件及含水層分層 42
3.2.2 水文地質參數設定 44
3.2.3 其它輸入參數設定 46
3.3 澎湖地區MT3DMS溶質傳輸模式建置 49
3.4 模式率定及驗證 50
3.4.1 誤差檢定方法 50
3.4.2 率定及驗證結果 51
第四章 地下水鹽化整治 68
4.1 整治方案研擬 68
4.2 整治方案成果比較 69
4.2.1水位比較 69
4.2.2 氯鹽濃度比較 71
第五章 結論與建議 76
5.1 結論 76
5.2 未來研究建議 77
參考文獻 78
附錄 81
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