姓名

林建翰
論文題目 人工湖補注地下水之力學分析
論文摘要

台灣位於亞熱帶地區,降雨多發生在豐水期5月~10月期間,降雨量極為豐富。但在枯水期11月~4月期間,大部份的區域降雨量卻均為貧乏,致使水資源在時間與空間上分配不均,使得鑿井抽取地下水之使用率逐年提高,然而地下水超抽的結果可能發生地下水位降低及地層下陷等問題。由於地下水補注是非飽和土壤滲流的問題,因此本研究將以二相流模式來進行地下水補注之模擬;另外由於地下水位的升降使土壤承受加壓解壓的過程,因此土壤的體積變化可能影響土壤彈性模數之大小,所以將以雙降伏模式來模擬此一力學行為。
本研究使用有限差分法軟體FLAC5.0來模擬人工湖的湖水下滲至地下水之過程,改變不同的土壤初始飽和度及討論標準砂、壤土、粉質壤土等三種不同種類土壤對人工湖附近地表高程變化及對地下水補注量之影響進行探討。結果顯示(1) 力學-滲流耦合分析與純力學分析之比較結果顯示,純粹只考慮湖水重量之影響(純力學析),對地表之隆起量並無明顯的變化,但將湖水入滲也考慮進去的話(力學-滲流耦合分析),地表之隆起量有顯著的增加,隆起量增加的原因主要是在濕潤面的推進下,土壤基質吸力的消散、土壤飽和度增加,間接反應在有效應力的降低所導致。(2)在初始飽和度之參數影響方面,在不同初始飽和度(70%、60%、50%)中,以初始飽和度70%之隆起量為最大、飽和度60%次之、飽和度50%最小,但初始飽和度對最終累積的地下水補注量之影響不大。(3)比較砂、壤土、粉質壤土隊隆起量與補注量之影響,發現土壤飽和滲透係數越高,其最終累積的地下水補注量越多,但地表最終的隆起量卻較小。所以如果以地下水之補注量為考量時,人工湖應設置於透水性良好之砂土層,但其所回升的地表高程可能就不如細粒料含量較多的土壤。

發表期刊研討會論文

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Pei-Hsun Tsai, Zheng-Yi Feng, Fan-Chieh Yu and Jian-Han Lin, "Stability Analysis of Landslide Dam under Rainfall,"  Geotechnical Special Publication, ASCE, No. 323, pp. 515-522, 2013.
蔡佩勳馮正一林建翰、 游繁結降雨參數對堰塞壩穩定之影響分析中華水土保持學報,第47-1期pp.57-662014
蔡佩勳、林建翰、邱勢棠,"人工湖補注地下水之力學分析", 第十二屆岩盤工程研究會,霧峰,pp. 493-501,2014。