研究方法.ppt

2005/02/15 應用多變量地質統計理論於指標監測井之污染潛勢分析研究 任課教師:胡子陵副教授 學生:詹時碩 學號: 大綱 前言 研究目的 文獻探討 研究方法 結果討論 參考文獻 前言 通常地下水剛受污染時並不易察覺，但一旦發現， 往往污染情況已十分嚴重，且影響範圍已十分遼闊，故妥善保護地下水及做好經營管理，實為刻不容緩。欲有效做好地下水之經營管理須對其做徹底之瞭解，所以本研究利用多變量地質統計理論，配合地下水流(MODFLOW)、污染傳輸(MT3D)、污染潛勢分析(DRASTIC)等模式探討分析歷年南科之地下水水質檢驗結果，期能進一步了解南科區域地下水水質之區域與時間分佈並建立指標監測井之污染潛勢分析研究及長期之污染物傳輸模擬資料。 研究目的 地下水水流系統雖具有較空氣及地面水難以入侵之環境，但一經污染物入侵則較前兩者難以整治，故完善之監測體系不僅可提供整治上之參考，可貴之處在於提供事前之預警作用減少污染破壞之嚴重性。 本研究以數值模擬及實測檢驗併行之方式進行南科地下水質污染傳輸分析及潛勢分析，利用較具經濟及效益之方式掌握南科區域地下水水質變化之同時，降低檢測作業所需成本，以期利用最少之經費發揮站網之最大效益，藉以以達台南園區地下水污染防治及預警作有效之管理。 文獻探討 「地下水污染調查與污染源追蹤分析」(周良勳等， 2002 )。中提及欲有效做好地下水之經營管理，需對其做徹底之瞭解，一般採行理論分析與現場調查並進。理論分析包括污染物模擬技術的發展或地下水流動之水力學問題等，儘管如此，對地下水的現況調查應是地下水污染防治之首要工作。 文獻探討 「應用地質統計法於地下水質監測井網密度之研究」(戴維良， 2002 )。中提及依據資料之形式，可使用兩種適當之地下水質監測井網設計方法。 1 .利用一般統計方法，計算出一些地下水質統計上之特徵，設計出適當井網。 2.使用地質統計方法，配合實際之資料，設計出適當監測井網。 文獻探討 「地下水污染問題之探討」(陳家洵，1997)。中提及地質及水文資料蒐取、地下水文參數推估、確認地表水狀況、地下水質監測等四項工作之綜合可建立含水層之污染模式概念，用此概念模式可做數學模擬，推估不同除污整治之安排並且用來設計規劃最合適之除污整治之方法。 文獻探討 「汙染物水文地質學原理」(沈憶瑛、何秉宜，1999 )。中提及利用鑽探及設井來瞭解污染狀況時需要取得並描述下列資訊: 1.定義場址地質與地層特性。 2.定義水文地質特性(坡降流向) 。 3.收集土壤樣品繪製通氣帶中污染物垂直與水平分布之初部輪廓。 4.收集地下水樣品定義溶解相污染物之範圍。 文獻探討 「地下水流模式之評價指導方針」(Reilly and Harbaugh，2004)。中提及模式是科學假說的具體展現方式之一，模式發展的清楚精確與否和完整的文檔編製需要個人假說之配合才有辦法理解及對應， 理解及對應則需用一個數學方式或極相似的描述實際系統的方法， 並且確定是否模式對于調查的目標有足夠之準確性。 文獻探討 「地下水流模式之評價指導方針」(Reilly and Harbaugh，2004)。中提及在對模式化的適合性評估過程中須注意到的問題是︰ 1.研究的目標被清楚說明嗎？ 2.數學方法使用於計算模型程式方面合適嗎？ 3.供使用選擇的數字還是分析模型等需要之資訊足夠描述系統的重要的物理過程嗎？ 研究方法 現行南科觀測站網之水質採樣分析項目總共包含約30 個水質項目，且水質監測井之數目亦約30口監測井，故勢必無法運用所有水質項目及監測井來進行水質指標井之選定依據及憑藉。較可行之評估方法為先選定數個較具代表性 之水質項目作為水質指標井之選定依據。本研究所考慮之指標井選定方法以多變量地質統計法為主，多變量地質統計比傳統之單變量降低變異數法之優勢，即為可同時考慮較多之水質項目來作為水質指標井之選定依據。 研究方法 本研究分兩部份進行: (1)多變量地質統計: 克利金法、指標克利金法等地質統計方法係採用實際資料在空間上或時間上的特性進行統計推估。應用多變量地質統計理論可以針對已有的水質資料進行分析。此分析方式優於傳統的地質統計分析之處為除了可以分析多個水質參數的空間變異性之外，且可以分析各水質參數間的關聯性之空間變異性。因為多變量地質統計同時利用了空間上或時間上之相關性與多變量之間的關係來找出不同尺度之空間變異性的來源，所以可以說是結合了地質統計及多變量分析二者之優點。 研究方法 (2)地下水數值模擬: 其目的在於建立對含水層系統整體性的了解，亦即概念模式，以及分析各地區的污染潛勢，作為地下水水質觀測站網規劃之依據，其執