譚義績Tan, Yih-Chi臺灣大學:生物環境系統工程學研究所黃俊傑Huang, Chun-ChiehChun-ChiehHuang2010-05-052018-06-292010-05-052018-06-292009U0001-2907200901233400http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/181175抽水試驗是現地實驗中推估水文地質參數相當常見的方法。已有許多研究探討及推估均質等向性含水層中之水文參數，但僅有少部分研究著重在非等向異質性含水層中之水文特性。 實際上，地下含水層參數均為異質性，但卻利用均質且等向的方式『有效參數』來描述異質含水層參數。本研究主要探討在抽水試驗中，由觀測水位資訊，來推估非等向性含水層之有效參數。因此本研究利用VSAFT2模式產生異質性含水層之場址，進行抽水試驗模擬，利用下述方法推估非等向性有效參數並加以比較：(1)Papadopulos解析解－曲線法(2)權重平均(3)達西定律及(4)洩降空間矩分析。由結果得知，利用Papadopulos解析解推估參數，長時間的抽水試驗分析所得的流通係數是代表在抽水井有效半徑內所有流通係數的某種平均值；此平均值與抽水井和觀測井附近的地下水參數數值有很大的關係，而且可能受到有效半徑內地質異質性的影響。利用權重幾何平均的方式對異質性地層做參數推估比較，權重算術平均的方式會有較好的代表性。利用達西定律得到的非等向性情況下之水文地質參數與利用Papadopulos解析解方法求出之非等向性情況下水文地質參數有很大的差異。應用修正空間洩降矩分析推估在任意時間內隨機場中之有效參數，如有效流通係數張量或有效儲水係數。Pumping test is the most common way to estimate hydro-geological parameters in the field experiment. There are a lot of investigations to estimate hydraulic parameters of homogenous aquifer, but merely fewer researches focus on the hydro-geological characteristics of the anisotropic and heterogeneous aquifer.ctually, the hydro-geological parameters of aquifer are heterogeneous in the field, but many people use the effective parameters which are anisotropic and homogeneous in heterogeneous aquifers to describe the parameters of heterogeneous aquifer. In this paper, we will use the groundwater level observed from pumping test to estimate the effective parameters of the anisotropic aquifer. At first, we use the numerical model, VSAFT2, to generate a heterogeneous study aquifer. And then, we proceed the pumping test on this study area. Finally, we use the four methods, Papadopulos analytical solution, weighting average, Darcy’s law and spatial moment analysis, to indentify the anisotropic effective parameters and analyze the results.esults show that the effective transmissivities identified by the Papadopulos analytical solution represent an averaged value of all transmissivities within the effective cone of depression. This value is strongly related to the hydro-geological parameters near the pumping well and observation well, and the hydro-geological heterogeneity within the effective cone of depression. The optimums of heterogeneous aquifer by the geometric weighted mean method are better than ones by the arithmetic weighted mean method. The hydro-geological parameters of anisotropic aquifer estimated by Darcy’s law are very different to ones by Papadopulos analytical solutions. It is successful to apply spatial moment analysis to estimate the effective parameters, such as the effective transmissivity coefficient tensor or effective storage coefficient in any duration for any data from the curve of drawdown versus time.目錄試委員會審定書誌要…………………………………………………………………….....Ibstract…………………………………………………………...…….. II錄………………………………………………………...……...........IV目錄……………………………………………………………..........VI目錄………………………………………………………………….VII一章 緒論 1.1 研究動機 1.2 研究目的 2.3 研究方法 3.4 研究流程 4.5 論文架構 5二章 文獻回顧 6.1 有效地下水文參數推估 6.2 異質含水層 8三章 異質性含水層有效參數推估之理論分析 11.1 Papadopulos抽水試驗及解析解 11.2 數值模式－有限差分法 20.3 洩降分佈的空間矩分析 26四章 數值模式建立與模擬結果分析 34.1 模擬場址設計與結果 34.1.1 模式一 場址網格變化 34.1.2 模式二 觀測井之數量變化 41.2 權重法 46.2.1 算數權重平均流通係數 46.2.2 幾何權重平均流通係數 49.3 Darcy定律探討有效參數 55.4 空間矩分析模擬模式驗證 62.5 Relative Root Mean-Squared Error(RRMSE) 64五章結論與建議 67.1 研究結論 67.2 研究建議 68考文獻 69目錄1.4.1 研究流程圖 43-1 Theis曲線法觀測資料與井函數對圖關係示意圖 193-2 (左圖)均勻網格建置模式無法精確描述邊界情況，導致求解之精確性降低。(右圖)非均勻網格建置模式，以致求解精確性提高。 203-3 有限控制體示意圖 213-4 隱性法求解示意圖 233-5 地下水模式主矩陣之九帶寬矩陣示意圖 254.1.1 流通係數Txx值隨機分布 354.1.2 流通係數Tyy值隨機分布 364.1.3儲水係數S值隨機分布 374.1.4 場址分割圖 384.1.5 Theis曲線法觀測資料與井函數對圖關係示意圖 394.1.6 Papadopulos方法所求出之水文地質參數值 404.1.7 流通係數Txx值隨機分布 414.1.8 流通係數Tyy值隨機分布 424.1.9 儲水係數S值隨機分布 424.1.10 六口觀測井之分布位置圖 444.2.1 Txx權重算術平均－時間對數圖 474.2.2 Tyy權重算術平均－時間對數圖 484.2.3 Txx權重幾何平均－時間對數圖 494.2.4 Tyy權重幾何平均－時間對數圖 504.2.5 利用權重幾何平均求出之洩降與三口觀測井求出之洩降之RRMSE 514.2.6 利用權重算術平均求出之洩降與三口觀測井求出之洩降之RRMSE 524.2.7 利用權重幾何平均求出之洩降與全區域每個網格求出之洩降之RRMSE 534.2.8 利用權重算術平均求出之洩降與全區域每個網格求出之洩降之RRMSE 544.3.1 區域邊界水頭設定圖 564.3.2 比較利用Darcy公式與Papadopulos解析解所求出之Txx 574.3.3 比較利用Darcy公式與Papadopulos解析解所求出之Tyy 584.3.4 比較利用Darcy公式與Papadopulos解析解所求出之Txy 594.3.5 異質情況與均質情況流速Vxx比較圖 604.3.6異質情況與均質情況流速Vyy比較圖 614.4.1 洩降矩求出之水文地質參數圖 634.5.1 各種方式求出水文地質參數代入求出其洩降之RRMSE 65目錄4.1.1 VSAFT2相關參數設定值 354.1.2 九個區域之水文地質參數表 394.1.3 任取三口觀測井之洩降值求解得到水文地質參數值 454.3.1 Darcy公式所求出九區域之水文地質參數 574.3.2 異質情況所求出之流速 604.3.3 異質情況所求出之流速 604.4.1 利用洩降矩求出之水文地質參數 634.5.1 利用type-curve對圖法求出洩降之RRMSE表 644.5.2 利用權重算術平均求出洩降之RRMSE表 644.5.3 利用權重幾何平均求出洩降之RRMSE表 644.5.4 利用算術平均求出洩降之RRMSE表 654.5.5 利用幾何平均求出洩降之RRMSE表 65application/pdf6401232 bytesapplication/pdfen-US非等向異質性含水層有效參數VSAFT2空間矩分析流通係數張量式anisotropic aquifereffective parameterspatial moment analysistransmissivity coefficient tensor.thesishttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/181175/1/ntu-98-R96622021-1.pdf