多含水層下黏彈塑性土層地層下陷數值模型建立之研究(1/2)

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多含水層下黏彈塑性土層地層下陷數值模型建立之研究(1/2)

  • 編/著/譯者 / 國立嘉義大學
  • 出版機關 / 經濟部水利署
  • 出版日期 / 2014-12
  • 主題分類 / 水利
  • 施政分類 / 其他
  • ISBN / 9789860436419
  • GPN / 1010302975
  • 頁數/張數/片數 / 130
  • 裝訂 / 平裝
  • 定價 / NT$ 1200
  • 9 折優惠價 / NT$ 1080
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簡介

本計畫工作項目,首先文獻蒐集與探討地下水位變化與地層下陷交互關係;再分析光纖光柵地下水位觀測資料,以及檢核、校正與比較光纖光柵地層下陷觀測資料;並進行地下水位及地層下陷不同量測方法(磁感應環分層式下陷量測法、光纖感測技術等)之比較與探討,以提出量測建議;最後建立一套多含水層系統黏彈塑性地層下陷數值模式。
依據地下水位與地層下陷交互關係之文獻蒐集與探討結果可知,對於濁水溪沖積扇砂土可能呈現無法回復體積應變之塑性行為,且其壓縮性與黏土壓縮性相當,以及因為複雜的地質分布,含水層中可能有破碎的黏土夾層存在之情況,若要更完整且準確地模擬濁水溪沖積扇多含水層系統之地層下陷,必須將含水層與阻水層皆視為黏彈塑性土壤,並考慮體力、水力傳導係數及楊氏係數隨孔隙變化對地層下陷之影響。另外,為同時兼顧實用性與嚴謹性考量,應採用一維耦合模式做為多含水層系統地層下陷的計算方法,亦即在土體僅為垂向變形假設下,直接耦合求解地下水位及土體位移量。多含水層系統黏彈塑性地層下陷數值模式建立後,利用不同假設案例及現地模擬案例,進行模式之驗證與測試,以展現正確性及實用性。必須特別強調的是,阻水層之水力傳導係數,可能對地層下陷計算產生重大的影響。一般土壤的現地試驗或實驗室試驗,皆不常進行阻水層水力傳導係數試驗。因此,若錯估阻水層之水力傳導係數,地層下陷計算可能產生嚴重誤差。
地下水位及地層下陷之光纖光柵觀測資料分析、檢核與校正結果顯示,光纖傾斜所造成之地層下陷量測誤差並不大。比較光纖光柵地層下陷與地下水位量測資料與其他觀測方法所得量測資料可知,光纖地下水壓量測結果與傳統水位計之量測結果差異不大,唯光纖光柵可進行分佈式量測,而傳統水位計僅能就單點量測。光纖光柵與磁環式兩套系統之地層下陷量測結果有差異,但必需利用更多測站且更長時間的量測資料,才能更客觀地比較光纖光柵與磁環式兩套系統之量測差異。
濁水溪流域地下水位及地層下陷不同量測方法比較結果顯示,目前光纖光柵感測器總伸張量範圍尚不足,且自動解讀設備及其下陷量測元件之成本仍較高,所以現有實測方式仍以人工記讀為主。此外,因為光纖光柵沉陷計之沉陷量測與實際地層下陷量之一致性尚須進一步檢核與比較。所以,考量現有安裝機制、成本與量測準確度,目前仍建議採用磁環式監測方法,但必須注意人工量測之穩定性,避免誤差產生。此外,不同地下水位量測方法評析結果顯示,綜合目前常用之地下水位或孔隙水壓量測方法,傳統振弦式、光纖光柵及微機電形式等三種元件之量測精度大致都可符合使用需求,量測範圍也可依照監測目標進行客製化調整,主要差異在於傳統振弦式無法提供單一線路串接功能。另外,於實務安裝時仍須注意各水壓計定位與封層作業是否確實。


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