書籍介紹
本計畫目標為開發一以地下水位資料為基礎，推估儲水係數、導水係數、補注量及抽水量之演算法。首先推導出在「均勻抽水假設」下不同含水層的抽水試驗理論公式，以濁水溪沖積扇及屏東平原為例，透過最佳化方法擬和理論公式水位以及觀測水位推估儲水係數；然此部分所推估之儲水係數僅代表觀測水井周圍之特性，因此機器學習模型會再被用來加入額外資訊如地電阻、以時間序列特徵擷取方法分析出之水位特徵、地表高層等，推估非觀測井位置之儲水係數，得出屏東平原全區之儲水係數。而以此為基礎，搭配訊號分離方法自水位中分離出之補注與抽水訊號，且將考量不確定性，推估屏東平原全區之抽水量與補注量。研究結果顯示於濁水溪沖積扇2019年補注量介於5.48億噸至6.03億噸之間，抽水量約為20.25億噸；屏東平原2017~2022年之年平均補注量為11.42億噸，抽水量約為14.38億噸。最後，本計畫利用地下水水平衡關係，提出一套估算兩計畫區域每年每含水層可用水量之建議計算方法供主管機關參考，並將計算結果陳於本報告書。
目次
目錄
表目錄表-1
圖目錄圖-1
摘要摘-1
ABSTRACTA-1
結論與建議結-1
第一章 計畫緣由與工作項目1-1
一、計畫緣起與目的1-1
二、工作項目及內容1-2
第二章 資料搜集與彙整2-1
一、研究區域概述2-1
第三章 相關文獻收集與回顧3-1
一、水文地質參數推估模式3-1
二、運用機器學習或迴歸模式推估水文地質參數之研究3-4
三、抽補量推估3-5
第四章 水文地質參數推估4-1
一、時間序列分析模式與參數推估4-1
二、全區水文地質參數推估4-12
第五章 抽水量與補注量推估5-1
一、濁水溪沖積扇5-2
二、屏東平原5-11
第六章 推估結果差異分析與沿用不同地區之調整方式研析6-1
一、抽水量與補注量推估兩年度演算法比較6-1
二、推估結果差異分析6-1
三、沿用不同地區之調整方式研析6-6
第七章 應用管理之情境與使用建議研擬7-1
一、國內地下水位管理回顧7-2
二、國外地下水永續管理指標文獻回顧7-5
三、計畫成果應用與地下水管理7-8
第八章 計畫成果使用與討論8-1
一、計畫成果使用8-1
二、訊號分離技術於演算法中標準化之討論8-2
參考文獻參-1
編／著／譯者簡介
國立臺灣大學 余化龍
臺灣大學有11個學院，3個專業學院（牙醫、獸醫、藥學），56個學系，133個研究所，22個碩博士學位學程，另設有50餘個各學術領域之國家級或校級研究中心，堪稱國內最完整之綜合型研究大學，是臺灣在國際上最具能見度及代表性的大學。領域多元完整， 五大學術領域已具一定國際水準，有利國內外跨領域的學習與合作，校友廣泛，並於世界各領域佔有一席之位，具備培育國際移動力及知識創新研究人才利基，畢業生專業知能受高度肯定。
余化龍教授為臺灣大學大農業工程係及研究所畢業，為美國北卡羅萊納大學教堂山分校環境科學與工程系博士，並曾於美國北卡羅萊納大學教堂山分校流行病學系及美國聖地牙哥州立大學地理系擔任博士後研究員。於2007年進入台大生物環境系統工程學系任職，目前為台大生物環境系統工程學系教授兼系主任。其研究團隊之主要研究方向為水資源、地下水、序率水文分析、大數據分析以及地理資訊系統等。
序言／導讀
序言
臺灣開發地下水使用的歷史悠久，其使用與民生、工業與農業密不可分，在旱災時期更是重要的備用水源，因此，地下水資源的開發與掌握向來都是相當重要的研究議題。截至今日在臺灣地下水領域相信已累積至少數以百計甚至千計篇幅的相關研究，然而即便如此，地下水系統本身之複雜性與其資料觀測之困難性使研究成果一直以來隱藏著很大的不確定性。另外，欲瞭解自然界中地下水系統的運作並加以管理地下水資源，水文地質參數的觀測與掌握更是舉足輕重的關鍵。有了這些參數，專家學者能更趨近現實地推算地下水流動情形與水位變動背後隱含的意義，進而提供決策者評估地下水資源的使用量。如導水係數表示地下水流動能力的強弱；儲水係數有助於量化可以從含水層中提取的水量以及留在地層中的水量。然而，這些參數在現有的觀測資料中非常稀少，由於觀測資料取得來源需透過高成本的複井抽水試驗，無法對所有觀測井普施相關試驗，加上地下水系統的複雜程度尚無法確實掌握，亦無法決定代表性的關鍵井進行試驗，是以至今仍未有足夠完整的水文地質參數資料可供國內地下水研究使用。
不過，近年來因資通訊技術發達，除了觀測設備全面更新後更為穩定與即時，用以分析大量資訊的硬體設備與相關技術也日趨普及，若能搭配相關大數據分析與機器學習等技術對高精度地下水位變動進行分析，有機會針對一直以來都相對缺乏的水文地質參數嘗試不同以往的推估方法。因此本計畫將透過水位以訊號分解、參數最佳化以及機器學習等技術，從水位的觀測資料客觀推估水文地質參數與抽水量、補注量等水文量，供國內相關研究參考與比對，以利後續科研方法之精進。
分類
其他詳細資訊
- 適用對象：成人(學術性)
- 關鍵詞：地下水抽水量，地下水補注量，水文地質參數，時間序列法，可抽水量
- 附件：CD-ROM
- 頁/張/片數：127
授權資訊
- 著作財產權管理機關或擁有者：經濟部水利署水利規劃分署
- 取得授權資訊：聯絡處室：河海科
姓名：郭穎彰
電話：04-23304788-2316
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