示範區域中，自來水公司有四春及崙東淨水場，其中崙東淨 水場目前已停用，四春淨水場仍在使用中(如圖 5-7)，抽取第一 及第二含水層之地下水，以民國 99 年為例，其抽水量如表 5-1 所示，兩含水層抽水量合計，每日抽水量約在 240~350 m3之間，
年平均之日抽水量約為 290 m3/day。
圖 5-7 自來水公司四春淨水場水井 表 5-1 民國 99 年四春淨水場抽水量統計表
月份 1 2 3 4 5 6
總用水量 8367 9839 9694 9020 8627 7323 平均日用水量 269.9 351.39 312.71 300.67 278.29 244.1
月 7 8 9 10 11 12
總用水量 8072 8344 9148 9554 8887 8812 平均日用水量 260.39 269.16 304.93 308.19 296.23 284.26
單位：m3
除自來水公司抽水井外，示範區域內尚有台糖崁頂 1 號井，
位於屏東縣崁頂鄉垃圾資源回收廠東邊約 200 公尺處，其建築物 外觀如圖 5-8 及井體外觀如圖 5-9。此井建於民國 85 年，井深 188 公尺，井管內徑 400mm，開孔於第三含水層，民國 99 年每 月抽水量如表 5-2 所示。與自來水井相比，台糖崁頂 1 號井抽水 量較自來水井大，且不同月份之抽水量變化也比較大，與自來水 公司抽水特性明顯不同。
圖 5-8 台糖崁頂 1 號井建築物外觀
圖 5-9 台糖崁頂 1 號井井體
表 5-2 民國 99 年崁頂 1 號井用水量統計表
月份 1 2 3 4 5 6
總用水量 115430 89750.5 121874 182974 112499 38787.2 平均日用
水量 3723.5 3205.4 3931.4 6099.1 3629.0 1292.9
月 7 8 9 10 11 12
總用水量 25133.5 40474 2191 18741.6 80251.2 0 平均日用
水量 810.8 1305.6 73.0 604.6 2675.0 0 單位：m3
(二) 敏感度分析
利用地下水模擬模式，透過敏感度分析可得到抽水井之抽水 行為與觀測井之水位變化之關係，亦即抽水井一單位抽水會造成 觀測井多少之水位變化量，此關係以影響係數表示。敏感度分析 為分析抽水量改變對系統狀態變數之影響，亦即對水位之影響。
實際分析時採用 MODFLOW 模式中敏感度分析模組(Sensitivity analysis module)進行分析。四春淨水場抽用含水層 1 及含水層 2
之地下水，台糖崁頂 1 號井抽取第三含水層之地下水。四春淨水 場抽水井週邊位於位於含水層1 之地下水位觀測井有潮州(1)、崁 頂(1)、港東(1)及新埤(1) (如圖 5-10)；位於含水層 2 之地下水位 觀測井有新庄(2)、大湖(2)及萬巒(1) (如圖 5-11)。台糖崁頂 1 號 井週邊位於位於含水層3 之地下水位觀測井有港東(2)、新埤(2)、
潮州(2)、新庄(3)、大湖(3)、萬隆(2)及萬巒(2) (如圖 5-12)。以 MODFLOW 建立之地下水模擬模式，進行敏感度分析可得到影 響係數如下表，係數值代表地下水井以 1 m3/day 之抽水量連續抽 一個月，會對各地下水位觀測井造成之水位洩降，水位洩降單位 為公尺。
圖 5-10 示範區含水層 1 抽水井(四春淨水場)及其週邊之地下
水位觀測井
圖 5-11 示範區含水層 2 抽水井(四春及崙東淨水場)及其週邊
之地下水位觀測井
圖 5-12 示範區含水層 2 抽水井(崙東淨水場及台糖崁頂 1 號
井)及其週邊之地下水位觀測井
四春淨水場水井對周邊地下水位觀測井之影響係數整理於 表5-3(含水層 1)及表 5-4(含水層 2)，台糖崁頂 1 號井對周邊地下 水位觀測井之影響係數整理於表 5-5(含水層 3)。因地質條件及抽 水井與觀測井之距離等關係，四春淨水場於含水層 1 之影響係數 介於 10-6至 10-10之間，於含水層 1 之影響係數介於 10-5至 10-7 之間；而台糖崁頂 1 號井於含水層 3 之影響係數介於 10-4至 10-6 之間。由此影響係數分析結果可知，台糖崁頂 1 號井對地下水位 觀測井之影響較四春淨水場為大。
表 5-3 四春淨水場水井對周邊地下水位觀測井(含水層 1)之 影響係數整理表
潮州(1) 崁頂(1) 港東(1) 新埤(1) 四春淨水場
(含水層 1) 1.67E-06 1.49E-09 3.08E-10 7.95E-10
表 5-4 四春淨水場水井對周邊地下水位觀測井(含水層 2)之 影響係數整理表
新庄(2) 大湖(2) 萬巒(1)
四春淨水場
(含水層 2) 9.28E-07 5.38E-06 2.09E-05
表 5-5 台糖崁頂 1 號井對周邊地下水位觀測井(含水層 3)之 影響係數整理表
港東(2) 新埤(2) 潮州(2) 新庄(3) 大湖(3) 萬隆(2) 萬巒(2) 台糖
崁頂 1 號 井
1.10E-04 3.42E-05 2.26E-05 1.34E-05 1.10E-05 8.09E-06 6.61E-06
(三) 影響範圍分析
影響範圍可介由影響係數定義，主要是受到地質條件、抽水 量及地下水模式單位時間長度(stress period)之影響。以四春淨水 場水井及台糖崁頂 1 號井為例，以民國 99 年 1 月之日平均抽水
(含水層 1) 2.25E-04 2.02E-07 4.16E-08 1.07E-07 觀測井 新庄(2) 大湖(2) 萬巒(1)
0.408 0.127 0.084 0.050 0.041 0.030 0.025 單位：m
由抽水量對觀測井地下水位之影響分析可知，四春淨水場民 國 99 年 1 月之抽水量對影響最大之觀測井萬巒(1)，僅能造成 2.84mm 之水位洩降，對其餘觀測井之水位影響更小，此水位變 化已小於水位量測儀器之量測誤差範圍。
台糖崁頂1 號井民國 99 年 1 月之抽水量對於 12.4 公里外的 萬巒(2)地下水位觀測井尚能造成 2.5cm 之水位洩降，對於距離 2 公里外的港東(2)地下水位觀測井能造成 40.8cm 之水位洩降。
根據抽水量對觀測井地下水位之影響分析得知，各地下水位 觀測井均位於四春淨水場之影響範圍之外，此外，依鑽井資料顯 示，台糖崁頂 1 號井抽取最深的第三含水層之地下水，受周邊私 有井之影響應最小，因此本計畫採用台糖崁頂 1 號井進行現地抽 水量推估驗證。
(四) 分配係數及權重係數
進行資料同化納進法進行推估地下水抽水量之前，需依方程 式(4-25)至(4-31)計算分配係數及權重係數，其計算乃依據抽水井 及觀測井之相對位罝進行計算，台糖崁頂 1 號井對週邊地下水位 觀測井之分配係數及權重系數如表5-8 所示。Cressman-type 函數 中之權重 w 可知，距離越遠其值越小。分配係數及權重係數分 別將水位殘差分配到位於其影響半徑內之各抽水井，並將多個水 位觀測訊息整合，此整合後之訊息可透過影響係數，轉換為地下 水抽水量推估。
表 5-8 台糖崁頂 1 號井對周邊地下水位觀測井水位之分配 係數及權重系數
港東(2) 新埤(2) 潮州(2) 新庄(3) 大湖(3) 萬隆(2) 萬巒(2) Cressman
type 函數 w
0.9493 0.9380 0.6589 0.4859 0.3554 0.2665 0.0064 分配係數
w' 0.14286 0.14286 0.14286 0.14286 0.14286 0.14286 0.14286 權重係數
w* 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000 1.0000
(五) 示範區域現地抽水量推估結果
進行台糖崁頂 1 號井抽水量推估時，假設台糖崁頂 1 號井抽 水量未知，因此模式中假設其抽水量為零，以資料同化納進法進 行 抽 水 量 推 估 ， 並 以 推 估 之 抽 水 量 進 行 模 式 地 下 水 位 更 新 (update)，推估期間為民國 99 年 1 月至 12 月，不考慮模式誤差 及觀測誤差。影響係數、影響範圍、分配係數及權重係數均為定 值。抽水量推估結果如表5-9 及圖 5-13，地下水位更新結果如表 5-10、圖 5-14 及圖 5-15。
台糖崁頂 1 號井抽水量在不同月份抽水量變化大，例如 4 月份之抽水量接近 183000m3/month (約 6100m3/day)，而 12 月抽 水量為零。由抽水量推估結果可知，資料同化納進法可提供與實 際抽水量相近之推估值，亦可反應出不同月份抽水量的變化。以 方程式(35)計算之月平均地下水抽水量推估誤差為 1.7%，年總抽 水量之推估誤差為 0.007%。計算過程如下：
月平均地下水抽水量推估誤差：
| 117143 115430 | | 86261 89750 | ⋯ | 45 0 | 828106
100% 1.7%
年總抽水量之推估誤差：
828160 828106 /828106 100% 0.007%
由此結果可知，雖月推估之抽水量誤差為 1.7%，然部分月
總計 828106 27350.3 828160 27337.5 0.007%
圖 5-13 示範區域現地(台糖崁頂 1 號井)抽水量推估結果比較
觀測水位 15.831 15.047 14.300 13.513 13.595 16.117 更新水位 15.830 15.049 14.299 13.513 13.594 16.117 港東
(2)
觀測水位 2.930 2.844 2.673 2.132 2.583 4.273 更新水位 2.923 2.856 2.668 2.135 2.578 4.276 新埤
(2)
觀測水位 12.408 11.447 10.469 9.269 8.721 11.305 更新水位 12.406 11.450 10.468 9.270 8.719 11.305 新庄
(3)
觀測水位 4.238 3.771 3.551 3.117 3.792 6.330 更新水位 4.237 3.772 3.551 3.117 3.792 6.330 大湖
(3)
觀測水位 13.174 12.900 12.666 12.330 12.828 14.539 更新水位 13.174 12.901 12.665 12.330 12.828 14.539 萬巒
(2)
觀測水位 22.271 21.431 20.352 19.435 19.266 21.565 更新水位 22.271 21.432 20.352 19.435 19.266 21.565 萬隆
(2)
觀測水位 25.877 24.297 22.863 21.905 21.913 26.241 更新水位 25.877 24.298 22.862 21.906 21.912 26.241
0
水位觀測站 7 月 8 月 9 月 10 月 11 月 12 月 潮州
(2)
觀測水位 18.923 20.482 20.036 21.197 20.355 18.815 更新水位 18.923 20.482 20.036 21.197 20.356 18.815 港東
(2)
觀測水位 5.439 6.178 6.159 6.123 5.391 5.224 更新水位 5.435 6.178 6.161 6.123 5.392 5.225 新埤
(2)
觀測水位 14.397 16.355 17.151 19.166 17.099 15.365 更新水位 14.396 16.355 17.152 19.166 17.099 15.365 新庄
(3)
觀測水位 6.700 7.836 8.156 8.056 7.269 7.078 更新水位 6.699 7.836 8.156 8.056 7.269 7.078 大湖
(3)
觀測水位 15.763 16.290 15.840 15.989 15.032 14.899 更新水位 15.762 16.290 15.840 15.989 15.032 14.899 萬巒
(2)
觀測水位 24.901 26.466 26.575 28.304 26.960 25.399 更新水位 24.901 26.466 26.575 28.304 26.960 25.399 萬隆
(2)
觀測水位 32.072 33.737 32.864 36.436 33.362 30.591 更新水位 32.072 33.736 32.864 36.436 33.362 30.591 單位：m
圖 5-15 示範區域現地地下水觀測水位及更新水位結果比較 圖(大湖(3)、萬巒(2)及萬隆(2)觀測井)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
水位(m)
月份
大湖(3)觀測水位 大湖(3)更新水位 萬巒(2)觀測水位 萬巒(2)更新水位 萬隆(2)觀測水位 萬隆(2)更新水位