本文旨在用數學模擬方式，探討抽水所引致的地表邊界沉陷量、水平位移量與超 額孔隙水壓等，係採用 Biot 三維壓密理論建立基本方程式，將抽水行為模擬為點抽 水和線狀抽水兩種情況，並將地表邊界模擬為透水和不透水兩種滲流邊界條件。研討 過程中有引用點抽水問題之基本解，再對其進行線積分的運算，推導出線狀抽水所引 致之壓密沉陷行為。經由參數影響分析得知，在相同參數條件下，基礎地層柏松比 、 地表滲流邊界條件、取水長度與井深之比值參數等皆對地層壓密沉陷行為有不同程度 的重要影響。經仔細研究與討論後，獲得以下結論：
1. 含水層柏松比對抽水所引致壓密行為有重要的影響：本研究是將地層柏松比 分 別模擬為 0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.4999 等八種情況，當含水層 之柏松比變大時，地層較容易產生變形，因此會反映出較大之地表沉陷。
2. 就取水長度 與井深 的比值之影響而言：本研究分別模擬 ⁄ 為 0.1、0.3、0.5、
0.8、1.0 等五種情況，當取水長度 與井深 的比值 ⁄ 增加時，地表沉陷量也呈 增加的現象，這是因為取水長度 增加時，抽水量也會增加，故壓密沉陷量也跟 著增加。
3. 關於地表滲流邊界條件之影響而言：地表模擬為不透水情況下所引致的地表沉陷 會較大，這是因為當地表面模擬為不透水邊界時，抽水所引起之負的超額孔隙水 壓無法消散，含水層之有效應力因而升高，壓密沉陷之效應變大，故所導致的地 表沉陷量會變大。
4. 關於將抽水行為模擬為點抽水和線狀抽水時的數值結果之差異性：比較過程中是 考慮點抽水的抽水量等於所對應之線狀抽水的抽水量（且 ⁄ 考慮為1），基於 此可知，點抽水與線狀抽水所引起的最大沉陷量會相同，但於地表大多數位置上，
點抽水所引起的沉陷量會較大。這是因為在相同抽水量的考量下，點抽水所產生 的超額孔隙水壓會較大，導致其地層有效應力上升較多，所產生的壓密沉陷量亦
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會較多之故。
5. 抽水所引起的地表水平位移量會在水井邊逐漸升高後逐步降低：這是因為單井抽 水所引起的地表水平位移是一軸對稱問題，故地表面在對稱點上之水平位移量應 為零；另外，含水層遠處受抽水擾動的影響很小，故地表遠處之水平位移量亦很 小，因此抽水所引起的地表水平位移量會在水井邊逐漸升高後逐步降低。另外，
線狀抽水時，地表最大水平位移發生位置約位於 ⁄ 1的位置上，此與點抽水 所引致的地表最大水平位移是落在 ⋍ 1.272 位置上之結論相當接近。
5.2 建議
基於以上研究成果，擬對未來提供一些研究方向與建議：
1. 本文係探討地層力學行為與滲流性質皆模擬為等向性之線彈性飽和多孔介質，未 來可朝向地層力學行為與滲流性質皆模擬為橫向等向性情況加以探討。
2. 本研究僅考慮點抽水與線狀抽水行為，未來可以朝面狀抽水甚至圓柱狀抽水行為 所引致的壓密沉陷加以探討，使結果更符合真實抽水情況。
3. 後續之研究可考慮進行視窗程式設計，讓使用者僅需輸入簡單之參數即可快速求 得三維壓密沉陷之各項結果，以利研究成果之工程應用與推廣。
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