應用數值模式探討紅土表層含水量之變化

A Study of Changes in Laterite Surface Water Content Using Numerical Simulation

莊介瑋(Chieh-Wei Chuang)

指導教授 ： 張德鑫 ； 王安培

中原大學/工學院/土木工程研究所/碩士(2016年)

https://doi.org/10.6840/cycu201600089

摘要

為探討桃園地區紅土表層入滲行為及地下水補注特性，本研究以FEMWATER地下水數值模擬模式，配合前期各項土壤試驗參數及結果建立非飽和層土壤入滲模型，進行紅土水分傳輸模擬。首先依照Horton入滲公式及土壤蒸發經驗公式等，推估紅土入滲量及蒸發量作為土壤模型資料輸入。模擬後將土壤各分層土壤水分模擬結果與農工中心TDR土壤含水量觀測資料相比較，以驗證本模式之可行性，最後以2004年氣象資料模擬一整年降雨與入滲及補注之關係。
本研究模擬結果驗證中，選擇均勻降雨、集中降雨、完全入滲及高強度降雨等四種不同降雨條件探討模式之適用性。模擬結果顯示，在含水量變化幅度上大致與農工中心TDR土壤水分觀測資料相近，唯其模擬水分變化速度較實際TDR土壤水分觀測資料為慢。
在2004年氣象資料模擬中，其推估入滲總量為1023.17mm占總降雨量2027.8mm的50.46%、土壤蒸發量為388.67mm、推估補注量為557.77mm佔總降雨量的27.51%，其推估及模擬結果尚在合理範圍內，因此本模式可應用於紅土入滲行為及補注之模擬。

關鍵字

FEMWATER ； 紅土 ； 入滲 ； 地下水補注

並列摘要

In this study, in order to investigate the surface infiltration behavior and groundwater recharge characteristics of the Taoyuan area laterite, use the FEMWATER groundwater numerical simulation model, and the results of preliminary soil tests to establish an unsaturated soil model, and simulate water transfer behavior of laterite. First, in accordance with the Horton infiltration equation and soil evaporation empirical formulas to estimate the infiltration and evaporation of laterite, and to be the data entry for the soil model. And compare the simulation of soil each layered soil moisture simulation results with the Agricultural Engineering Research Center TDR soil moisture observations, to verify the feasibility of this model. Finally, use the 2004 full year meteorological data to simulate the rainfall, infiltration and recharge.
The simulation results validate in this study, choose the uniform rainfall, concentrated rainfall, high intensity rainfall and complete infiltration, etc. four different rainfall conditions, to investigate the applicability mode. The simulation results show that the magnitude of the simulated moisture content change and the change in the moisture content of Agricultural Engineering Research Center TDR soil moisture observations are approximately similar, only in simulated moisture content change slower than actual observations of soil moisture TDR.
In 2004 meteorological data simulation, its estimate of the total infiltration is 1023.17mm is 50.46% of the total rainfall 2027.8mm, the total soil evaporation is 388.67mm, and the total groundwater recharge is 557.77mm is 27.51% of the total rainfall, its estimate and simulation results is still within a reasonable range, so this model can be applied to simulate laterite infiltration behavior and recharge estimation.

並列關鍵字

FEMWATER ； laterite ； infiltration ； groundwater recharge

參考文獻

31.翁懿凡(2006)，「土壤表層蒸發量推估之研究」，中原大學土木工程研究所論文。

24.王震釜 (2008)，「土壤表層蒸發量與皿蒸發量關係之研究」，中原大學土木工程究所碩士論文。

41.鄒丞 (2014)，「結合土壤類型及其蒸發量推估區域性地下水補注之研究」，中原大學土木工程研究所碩士論文。

35.梁庭維 (2005)，「紅土現地入滲試驗及參數推估」，中原大學土木工程研究碩士所論文。

26.李昆性 (2004)，「桃園台地紅土入滲行為之探討」，中原大學土木工程研究所碩士論文。