1.1 前言
台灣雨量雖然豐沛，約為世界平均值之 2.6 倍，但因地狹人稠，
每人每年所分配雨量僅及世界平均值之七分之一，且雨量在時間及空 間上之分佈極不均勻，五月至十月之雨量即佔全年之 78%，枯水期長 達六個月，再加上河川坡陡流急、腹地狹隘，逕流量被攔蓄利用的僅 有 177.54 億立方公尺，約佔年總逕流量之 18%，其餘均奔流入海。
因此若欲增加河川流量之利用率，增建水工結構物攔蓄河川流量為一 最直接之方法，惟近年來由於環境保護意識高漲，加上原本地表水工 結構物密度趨於飽和，使得此方法並無法落實。幸而台灣除了地表水 資源外，尚蘊含豐富之地下水資源，倘若能善用地下水資源將可減緩 台灣枯水期水資源之負擔，因此如何有效的運用與管理地下水是一門 重要的課題。
為了有效的運用與管理地下水資源，建立地下水模式分析地下 水資源相關資訊是常用的方法之一，而在建立模式過程中，參數檢定 乃是必要的步驟，而一般的參數檢定方法可分為人工參數檢定與自動 參數檢定。人工參數檢定在推估參數時，過程不但複雜、冗長、且需 要花費許多時間，進行檢定的人員除了需具備相關地下水知識外，亦 須具有參數檢定之經驗與技巧。此外，如何將一位專家的參數檢定知 識轉移給其他需進行人工參數檢定之人員也是相當不易。人工參數檢 定雖有上述缺點，惟其在進行參數推估時，參數的修正常存在至少是 定性上的邏輯或經驗的判斷，檢定的過程中人與模式的不斷互動，因 此人工參數檢定雖然繁瑣且費時費工，但檢定本身除了可對問題有更 深入的了解外，檢定者若是一個有經驗的專家，其結果往往較不易發 生背離現地物理特性的情形。
自動化參數檢定則通常是將地下水模式結合優選法進行參數檢 定，雖然可免去人工參數檢定的煩瑣，但使用者難以參與參數變動過 程，往往只能被動的接受最後的檢定結果，而因為地下水模式甚至優 選模式本身，往往皆對問題有相當程度的簡化，自動參數檢定所得之 結果亦可能產生不符物理條件的狀況。
因此，本研究乃試圖發展新的參數檢定方法，期能在保有自動 化參數優選檢定的快速及方便的同時，亦能保有人工參數檢定之彈性 及可解釋性，並能累積整合專家之經驗，使得參數檢定的工作更為正 確與方便。
1.2 研究目的
為解決人工參數檢定的繁瑣及優選法的缺乏彈性及難以解釋，
本研究結合專家系統與地下水模擬模式發展「智慧型地下水參數檢定 系統」，使參數檢定的工作更易於了解與方便。
1.3 文獻回顧
在分析地下水相關問題時，往往都會先建立一個地下水模擬模 式，再以此模式為基礎作進一步分析。在使用地下水模式之前，必須 先給定模式中之參數，但許多參數無法直接由現地量測而得到，而必 須由歷史觀測資料來推估(Yeh, 1985)，這時則必須依據觀測資料再經 由參數檢定的過程才能推估得參數值。
人工參數檢定亦常用於檢定模式參數，惟其缺點為推估參數的 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之參數搜尋過程對使用者而 言是難以參與的黑盒，往往只能被動的檢視最後的檢定結果，其所推 估之參數值亦未必皆能達到專家所認同之合理範疇內。
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 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；本研究將更進一步，應用專 家系統發展一個除了產生修改參數的建議外，亦能根據規則自動搜尋 適當參數值之智慧型自動參數檢定系統，此系統可以透過專家系統內 部的知識庫表達及累積參數檢定專家之經驗。期望透過此自動參數檢 定系統，即使為地下水模式參數檢定之初學者，其檢定結果亦可與專 家檢定所得結果接近。