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監測井站網規劃建置及維護

發佈日期 : 2023-12-12
何于蓁 ,  tinahe@thl.ncku.edu.tw ,  (06)2371938 #286

地下水監測井兼具水文觀測及水質調查等功能,點位規劃應優先考量均勻分布與監測區域代表性,以達到良好的監測效益。監測井設置品質的優劣與監測井基本資料,影響水文及水質分析的品質;而於監測井設置後,應定期巡視及維護,確保監測井功能的完善。針對監測站網規劃建置及維護,可分成「站網規劃」、「監測井設置」及「巡視維護」等三部分,以下分述說明:

 站網規劃

監測站網規劃常用的評估方法為「DRASTIC污染潛勢評估」及「MEMO井網效益評估」。

 DRASTIC污染潛勢評估

「DRASTIC」系統為1985年美國環保署針對既存的污染點位所開發的監測點位規劃評估系統,評估資訊包含水文地質圖文資料(Hydrogeologic Setting)與水文地質參數。依據區域的環境背景選擇適切的地質環境型態,透過已知的區域特性選擇評估的參數值與權重,再以Delphi(Concensus)趨近法(Dee, 1973)代入污染指數公式得出目標區域的DRASTIC污染指數。
  • D:地下水面深度參數
  • R:淨補注量的參數
  • A:含水層參數
  • S:土壤參數
  • T:地形參數
  • I:非飽和層衝擊參數
  • C:透水係數參數
  • 下標R:其級數
  • 下標W:其權重
DRASTIC指數值越高表示污染發生的機率相對越高,透過DRASTIC評估的指數高低,決定區域內監測站網的分布位置、設立優序及監測規模。
DRASTIC污染潛勢評估

 MEMO井網效益評估

MEMO模式即為監測效益模式(monitoring efficiency model),可針對特定高污染潛勢場址及其周遭的環境,模擬潛在污染區發生污染洩漏時,於現有的監測井站網設計下,可監測到與無法監測到的區域。除能以圖形展示現有井網的監測範圍外,亦可計算監測效益值(Monitoring Efficiency, ME),ME值即為井網所有可監測範圍與工業區範圍之比例。透過MEMO井網效益評估,可進一步的分析現有的監測井網是否需要增減監測點位,或移動監測點位,以達到預定監測效益目標。
MEMO井網效益評估

 監測井設置

監測井從設置至完井的流程,分為鑿設、高程引測及座標定位。以合適的工法設井,透過儀器引測井頂高程,並定位監測井的座標位置。

 監測井鑿設

常見的監測井設置工法為吊筒頓鑽機(Cable Tool)、氣旋/氣鎚式鑽堡(Air Rotary/Air Hammer)及中空螺旋鑽(Hollow Stem Auger)等。監測井設置工法的選擇,應考量的原則如下:

  • 選擇對環境友善之鑽法。
  • 避免鑽孔時對地下水或含水層造成污染或交互污染情形。
  • 鑽法能取得具代表性之岩石、未固結物質、土樣。
  • 鑽法能提供所有人或操作者於適當時間設置井篩區間。
  • 鑽孔直徑需至少大於井徑4英吋,以利濾料與環狀封放置。
  • 鑽法能保證可取得具代表性地下水水樣,鑽液(包括空氣)對周圍環境影響最小且不會影響地下水水質。

吊筒頓鑽機(Cable Tool)
氣旋/氣鎚式鑽堡
(Air Rotary/Air Hammer)
 
 
中空螺旋鑽
(Hollow Stem Auger)
 
 

 井頂高程引測

高程引測,即為測定二點間之垂直距離。高程測量的方式有二:
  • 直接高程測量(Direct leveling):又稱為水準儀測量,使用水準儀(level)及水準尺(leveling rod),直接測定水平視準線在二水準尺上讀數,求得該二水準尺地面高程差之測量。
  • 間接高程測量(Indirect leveling):視使用儀器及作業方法而異,常見的作業方法為三角高程測量(Trigonometric leveling)、視距高程測量(Stadia leveling)及氣壓計高程測量(Barometric leveling)等三種。
 
 
 

 監測井座標定位

本所使用的方式為DGPS (Differential GPS),為改善GPS利用電碼定位之精度而發展出來的系統,採用相對定位的原理,對兩處不同測點利用差分方式消去大部分共同誤差而獲取較高的精度。
 
 

 監測井維護

多數監測井設置於公共設施用地等開放性空間,因此地下水監測井外部保護措施(如水泥平台、人孔蓋、保護井管、標示牌及警示柱等),易有遭受人為無心或蓄意破壞、竊取等情形,為避免影響監測井功能,須定期進行人工巡視維護工作,並製表紀錄。 除外觀巡視維護外,監測井經長期使用後,易有井底淤積、樹根入侵、井壁微生物滋生…等現象,本所使用井中攝影設備觀察井內狀況,並針對井內狀況施作適當的維護處理(如井底清淤、樹根切除....等),以延長監測井的使用年限。
井底淤積
井壁微生物滋生
樹根入侵
井中攝影設備
井底清淤(汲管)
井底清淤(汲管)
樹根切除器
井壁刷洗設備
 
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