应用井中摄影技术探讨地下水流速及流向之研究

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1、第二屆資源工程研討會論文集應用井中攝影技術探討地下水流速及流向之研究123方詠舜、李振誥、吳育生摘要傳統量測地下水流速及流向的方法，大多為利用流網分析或利用抽水試驗、微水試驗配合達西公式之推估，進而分析地下水流速及流向，然水井之視流速與實際流速仍有差異，故本研究利用室內砂箱實驗，配合井中攝影技術進行分析探討，考量砂箱中不同水力梯度變化下，對於流速及流向造成之影響，並且探討儀器之適用性與準確性。關鍵詞：井中攝影、砂箱。Investigationofgroundwatervelocityanddirectionusingthecolloidalbore-sc

2、ope123Yung-ChengFangCheng-HawLeeYu-ShengWuABSTRACTThegroundwatervelocitywasmeasuredinmanyways,suchasflownetanalysisandpumpingtest.Groundwatervelocityin-situismeasuredinwellsbutthevelocityisdifferentfromtherealvelocityinaquifer.Thecolloidalbore-scopetechnologyisappliedtomeasuregro

3、undwatervelocityanddirectioninsandtank,andtherealvelocityinsandtankisestimatedbyDarcy’slaw.Thepurposeistodiscussthedifferentbetweentheapparentvelocityandrealvelocity.Severalseriesexperimentswillbetaketoassessthereducecoefficientandaccuracyofthisinstrument.Keywords:colloidalbore-s

4、cope,sandtank1國立成功大學資源工程學系碩士班研究生2國立成功大學資源工程學系教授3國立成功大學資源工程學系博士班研究生99第二屆資源工程研討會論文集到最後與流網分析法所推估之結果相互比較。其結果一、前言與前人研究在流速觀測方面，利用井中攝影式流速流向儀觀測井由於台灣地區水資缺乏且時空分佈不均，各項水中流速之結果較水文地質試驗所推估之地層流速10資源需有效靈活調度，方不致於匱乏，因此地下水資至100倍之情況；在流向觀測方面大致上相互吻合。源日益受到重視，地下水流速與流向等地下水文資KearlandRoemer(1998)及Kearl等人(20

5、00)指出訊，以水利觀點而言，除了是水資源的評估、運用、井中攝影技術之地下水流速與流向觀測方法於有限之涵養的重要基本資料外；另外，在環保觀點而言，亦觀測井數量及流速極緩地區，為相當有效之地下水流是污染來源、傳輸途徑的重要基本資料。速流向觀測方法之一，而不利於進行抽水試驗之地下地下水流由於無法直接用肉眼看得到，因此傳統水污染調查或整治場址，更具其不可取代之特性。量測地下水流速與流向的方法是利用流網分析法或進吳育生等人(2004)為評估井中攝影技術之適用性一步利用現地抽水試驗(pumpingtest)、微水試驗(slug與準確程度，於小區域試驗井場之三口觀測

6、井實施流test)配合達西公式之推估。近年來，電子技術的發展速流向之量測，並於試驗期間於一口觀測井中配合持急速上升，利用儀器直接於觀測井中量測流速與流向續性的抽水作業來進行受迫性水流條件下的現場驗證的方法已有多種。目前常用之方法有井中攝影技術作業，而其他兩口則以此技術進行流速與流向之觀(colloidalbore-scope)、稀釋法(boreholedilution測，以進一步瞭解此技術之適用性與準確程度。methods)、點熱源追蹤法(heat-pulsingflowmeter)、杜普勒聲波法(laserdopplervelocimeters)等(吳

7、育生等為瞭解井中流速及流向與地層中流速及流向之關人，2004)此類方法之準確性，還是目前研究之重點。係，本研究利用室內砂箱配合井中攝影技術進行流速有關井中攝影技術(井中攝影式流速流向儀)之準確性流向試驗，且考慮不同水力梯度變化下井中與砂層中研究，前人已有做出一些研究之結果。齊藤等人(1987)流速及流向之變化。及田村等人(1989)首先對此技術適用性進行探討。安以下就針對地下水流的流動模式、砂箱的設計、藤義久等人(1990)，則考慮均質土層與穩態流條件下考量變因及井中攝影技術的量測方法進行介紹，進一進行室內砂槽模擬試驗，探討井中攝影技術之準確步探討室內砂

8、箱量測之結果。性。觀測結果在流速觀測方面約為達西公式推算所得之平均流速的10倍，