三種水層試驗部分貫穿井解析解之研究

Abstract

含水層試驗包括定流量抽水試驗、定水頭試驗、及微水試驗，通常為用來瞭解含水層水文地質參 數的重要工作。與水層試驗有關常用到的解析解，絕大多數是考慮井內的濾管(井篩)為全開的情況， 即濾管貫穿整個水層的厚度。在濾管是全開的假設下，水層內的流況可視為水平流，在這種情況下， 描述水層內水流的數學方程式不含垂直方向的份量，故較容易求得解析解。若考慮濾管只部份貫穿水 層，在井緣附近會有很顯著的垂直流，則描述水層內水流的數學方程式因含垂直方向的份量，而變得 非常難解。在過去文獻中，對於定水頭、定流量及微水試驗部分貫穿井，皆將井緣的邊界條件作簡化 而求得半解析解或解析解，然而這樣的解，計算得井緣附近的水位與流速場值，都會有誤差。 本研究計畫擬分成三年執行，第一年為求解定水頭試驗部分貫穿井的解析解；第二年擬針對定流 量抽水試驗與微水試驗，考慮部分貫穿井的情形推導相關的解析解。；第三年的計畫則進一步考慮鑿 井或完井過程所產生的井膚層，推求定水頭試驗部分貫穿且含井膚層的解析解。所推導得的解析解， 將具有下列用途：(1)用來描述水層內水位的時空分佈，(2)當數值解的驗核的工具，(3)結合最佳化方 法可用來推估水層的水文地質參數值。