文獻回顧

在許多地下水相關問題之管理與分析時，預先建立一個地下水 數值模式，藉此數值模式作為管理與分析之基礎。而地下水數值模式 之建置，地下水數值模式之模擬結果受到模式參數之影響，然許多參 數並無法直接由現地量測而得到或量測密度遠低於模式所需，而必須 藉由歷史觀測水位與模擬水位之比較，來逆推待定參數之數值，此一 過程即稱為參數檢定(Yeh, 1985)。

人工參數檢定為參數檢定中最常用之作法，惟其缺點為推估參 數過程複雜而冗長，且需要花費許多時間。另外如何將專家的參數檢

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定知識轉移給他人也是困難的過程(Madsen et al., 2001; Chau and Chen, 2001; Chau, 2004; Chau, 2006)。為了解決人工檢定費時費工的 問題，許多研究利用優選法進行模式之自動參數檢定(Mazi, et al., 2004; Mazi et al., 2000; Hill et al., 1992.)，在電腦普及計算速度突飛猛 進的現在，自動參數檢定則妥善利用此優點，達到相較於人工率定省 時省力的目的。然而，應用優選法於參數檢定首先需確認並建立目標 函數與限制式，相較於人工參數檢定，較不易將新的想法直接帶入檢 定，因此較缺乏彈性。

Boyle (2000)比較了水文模式之人工參數檢定及應用優選法之參 數檢定，並且合併兩種參數檢定方法以改善兩者之缺點。他比較人工 參數檢定與應用優選法之參數檢定所得到之結果，指出前者較能被水 文學家所接受，因為人工參數檢定之過程不僅可以被檢視，而且能幫 助水文學家進行結果分析。有鑑於將專家之人工參數檢定的專業知識 轉移給他人很困難，許多研究皆應用專家系統協助進行參數檢定 (Abbott, 1991; Chau and Chen, 2001; Chau and Albermani, 2002, 2003;

Chau, 2004; Kim, 2007)。專家系統是一個仿有決策能力的人類專家之 智慧型電腦系統，並且使用知識與推理的過程來解決需要專業知識才 能解決的問題。使用者可以透過與專家系統的互動介面來描述問題，

如此專家系統便能回答出一個有根據的答案。

應用專家系統協助使用者檢定參數已有一段時間，因為此系統 可以將檢定人員的個人因素減到最低，以保持參數檢定的一致性，讓 初學者也可以得到與專家的同樣結果(Chau, 2006)。Kim 等人於 2007 年使用專家系統(Expert system for calibration of HSPF, HSPEXP)協助 檢定水文模式(Hydrologic Simulation Program Fortran, HSPF)；Madsen 等人於 2002 年應用專家系統幫助檢定降雨逕流模式；Chau 於 2003

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年至 2004 年使用專家系統協助檢定海岸及其相關模式。

上述專家系統協助參數檢定，皆需要使用者與系統互動，且大 多數的專家系統只建議需修改的參數及其可能範圍，系統本身並未直 接更新參數值，仍然需要使用者輸入改變。

陳韋圻(2008)應用專家系統於穩態及暫態地下水流模式之參數 檢定，可自動化檢定模式之水力傳導係數(K 值)及儲水係數(S_y值)，

研究中以四種設計案例進行驗證，以期降低地下水模式參數檢定人員 之入門門檻，可使其檢定結果亦可與專家檢定所得結果相近。王雲直 (2010)延續陳韋圻(2008)之架構，應用專家系統於穩態地下水流模式 淨補注量(Q 值)之參數檢定上，除了以設計案例驗證系統之正確性 外，並進一步其檢定系統應用於濁水溪沖積扇。

而關於濁水溪沖積扇之相關地下水收支研究甚多，如劉聰桂 (1996)利用熱核爆氚示蹤方法評估地下水補注量；能邦科技(2000)、

巨廷工程和交通大學(2005)以一維垂向之溼地入滲係數和旱地降雨 入滲率，評估地下水補注量；台灣大學土木工程研究所(1997)、台灣 大學水工試驗所(1998)以溼地及旱地入滲串聯未飽和一維垂向地下 水流模式評估地下水補注量；農業工程研究中心(1989)、葉文工 (1999)、中興工程(1997、1998)則利用二維多層地下水流數值模式逆 推地下水收支；江崇榮等人(2006)、地調所及交通大學(2009)則以水 位歷線法推估地下水補注及抽取；王雲直(2010)則以專家系統發展出 自動化地下水參數檢定模式，並將檢定模式應用於濁水溪沖積扇，推 估出民國 89 年至 98 年間之平均淨補注量；上述各種研究估得濁水溪 沖積扇歷年來之地下水補注量在 8.1 億到 15.4 億之間，上述重要文獻 數據整理至表 1.3-1。

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方法 估算人 補注量(億噸)

飽和地下水流模式 1971~1985

農業工程研究中心(1989) 12.25 以地下水氚≧ITU 為判別

值 1953~1993

劉聰桂(1996) 10.7 地下水流模式 1995~1996 中興工程顧問公司(1997,

1998)

8.18 未飽和一維垂向水流模式

1995~1996

台灣大學土木工程研究所 (1997)、台灣大學水工試驗

所(1998)

11.69

地下水流模式 葉文工(1999) 8.97 垂向入滲評估豐、平、枯

年 1981、1973、1964 年

能邦科技顧問股份有限公 司(2000)

14.29、

13.81、12.55 垂向入滲補注評估豐、

平、枯年 1981、1973、1964 年

巨廷工程顧問股份有限公 司及國立交通大學(2005)

8.96、8.20、

7.13 水位歷線法 1999、2000、

2001

江崇榮、黃智昭、陳瑞娥 (2006)

15.36、

15.34、15.30 水位歷線法 1997~2005 地調所及國立交通大學

(2009)

13.85 表 1.3-1 濁水溪沖積扇補注量相關研究比較

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