濁水溪水系地面水與地下水交互變動機制之研究

水資源匱乏係目前全球共同面臨的問題，臺灣受限於地形坡陡流急及降雨型態分佈不均，大部份雨水直接逕流入海無法被利用，因此地下水因成本低廉且取用方便之特性，使其成為相當重要之可用水資源，如何有效的保育及補注地下水資源已成為重要的議題。濁水溪流域於扇頂上游地區及沖積扇扇頂為良好的地下水補注區，本研究以此為研究區域，分析水文因子與地下水位之交互影響。本計畫主要分四個工作項目: (1)透過統計分析及自組特徵映射網路(SOM)之聚類特性探討濁水溪流域地面水(降雨與河川)對地下水位變動之關係，並討論在SOM模式中時間與空間因子對地下水變動之相關性，以瞭解地面水(河水與降雨)與地下水之短、長期及豐枯季變化趨勢與交互影響關係；(2)短時距地下水分析，以具優越非線性映射能力及高度精確性之倒傳遞類神經網路(BPNN)與具模糊規則庫之調適性網路模糊推論系統(ANFIS)建立地下水位變動量推估模式；長時距地下水分析，則採用倒傳遞類神經網路(BPNN)建立長時距地下水位歷線推估模式，並進行雨量因子之敏感度分析；模式成果顯示類神經網路有相當良好的推估表現；(3)應用氫氧同位素組成釐定地下水各種補注水源比例(如河水及雨水)，並且推估其地面水/地下水交互影響機制。近年來枯水季之扇頂地下水富含 之訊息，推論濁水溪扇頂區域地下水，易受到濁水溪主流/山區地面水補注影響甚鉅，此與SOM統計特性分析結果相同。透過氫氧同位素示蹤結果說明，北翼扇頂地下水受山前補注之水文歷程影響顯著，與類神經推估模式相互驗證。(4) 本計畫將協助辦理地下水相關議題之學術交流研討會，提供良好之學術交流平台，以提高水資源保育及水資源永續利用研究技術。