五、地層需要具備那些水文地質特性比較有利於高階核廢料深層地質處置？（15 分）

一、請以數學式表示達西定律（Darcy’s law），試述其應用於地下水流的限制條件，並 解釋式中各項的物理意義。（15 分）

二、颱風經過臺灣時，觀測井中的水位受到氣壓（barometric pressure）下降的影響會出 現何種變化？請說明造成此項水位變化的原因。（20 分）

三、請說明在自由含水層（unconfined aquifer）抽水時地下水從孔隙中釋出的機制。 （15 分）

四、40m 厚的彈性含水層上方覆蓋 60m 厚的黏土層，含水層的儲水係數（storativity）為 1×10-4 ，孔隙率（porosity）為 0.2，黏土層的比儲水係數（specific storage）為 2×10-4m-1，如果含水層水頭（hydraulic head）長期下降 30m，試算黏土層的非彈性 壓縮量。（15 分）

⑴ Transmissivity

⑵ Specific Yield

(二)若今有一個岩盤裂隙如下圖所示，其中裂隙的幾何條件如下表所列： 而總水頭梯度為-0.005、水流的密度為黏滯係數，求圖中斷面下的平均流速（ 達西流速 ）。（ 20分 ）

(一)請問（式2）源自物理模型中那一個定律？（10分）

三、已知一口溫泉井，當初鑿井商打井時，發生鑽井的中心軸偏斜，以致下井管後，整個井管中心軸線與重力方向（即負Z軸方向）夾6.594°，所以，當完井後，整支溫泉井即呈偏斜方式。完成後，量到井深（從井口到井底）為755公尺，且地質資料分析得知在井口下約100公尺到150公尺處為一不透水岩層，另在井口下750公尺處以下地層為一岩盤。在井口下井內100.33公尺到755公尺平均水溫達45℃，碳酸氫根濃度達350mg/L。此井的開篩為從井口下井內151公尺開到井底。完井後，井內靜水位面停在井口下井內50.33公尺，且溫泉井的負責人為求謹慎的使用溫泉水，長期在井口下井內151公尺及井底監測該兩處的長期靜態壓力水頭（Static Pressure Head）分別為100公尺及700公尺，請於下圖中，以做圖方式呈現：含水層中的隨高程改變的壓力水頭、位置水頭（Elevation Head）及總水頭（Total Head）等三條水頭曲線（假設含水層為均質等向的水文地質特性）。（20分）

二、當溫泉水在兩緊鄰的具均質等向性質的不同水文地質的飽和土壤中流動時，若溫泉水由第一種土壤中流通進入第二種土壤時，請說明此時溫泉水流經二個不同土壤介面時，其水流運動的兩個物理條件為何？請依你的物理條件，於下圖中所給的土壤水文地質參數（水力傳導係數，K）數值及第一種飽和均質等向土壤中溫泉水的流速向量，決定第二種飽和均質等向土壤中溫泉水的流速向量及於交界面處的運動方向。（30分）

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