本研究以台中盆地為研究對象，彙整歷年來台中盆地之地質鑽探、地下水觀測網量測、抽水量與補注量調查分析資料，針對台中盆地地下水系統提出水平衡概念模式及地層分層概念模式，用於水平衡分析與地下水流數值模擬模式建置，以合理評估台中盆地地下水系統蓄水量、抽補量之時間與空間分布情形。
台中盆地之邊界北側以大甲溪為界，此邊界除河水補注外另有河道北岸地下水補注、東側車籠埔斷層及西側大肚山、八卦山背斜為零流量邊界、南側以地下水分水嶺為界，但由於此邊界具變動性，故以新光井設定為已知水頭邊界；含水層特性以粗顆粒之砂石及卵礫石為主，地下水系統概念分層包括含水層一、阻水層一與含水層二，阻水層一僅於霧峰、烏日地區附近。地下水受大尺度降雨之影響，每年穩定呈現乾季時水位下降、雨季時水位上升之變化。盆地內各方向之地下水流均匯集於烏溪下游隘口流出。
本研究結合土地利用、土壤特性、雨量、人為灌溉等因子，合理評估補注量之空間分布，並將水平衡分析與數值模式結合，透過穩態模式掌控流場以及抽水量與補注量空間分布；再以暫態模式評估各水文量(河道出入滲補注、雨水灌溉補注、區外流入、隘口地下水流出)隨時間之變化情形，同時探討各水文量間之相互關係及時間稽延。
研究結果顯示，2008~2010年平均補注量約15.15億噸，其中雨水灌溉補注佔38%、河道入滲補注佔41%、南北兩側地下水入流佔21%。平均年流失量約11.33億噸，其中地下水出滲河道損失佔68%，隘口地下水流出佔32%；年抽水量約為3.90億噸，年蓄水變化量平均為-0.08億噸，年淨補注量平均為3.82億噸。補注量以烏溪沿岸最豐沛，台中市區最少，抽水量則以西屯區最大；由各水文量與時間稽延關係，發現暴雨過後地下水持續出滲至河川導致流失，未來若能妥善運用此特性，將可達劫豐濟枯之效用。

In this research, we collected the data of Taichung Basin, including geological drilling, groundwater levels, pumping and recharge. Through water budget and conceptual model, we can develop the Taichung Basin groundwater numerical model and estimate the pumping and recharge of Taichung Basin.
Tachia stream is the north boundary of Taichung basin, In addition to stream leakage, this boundary has groundwater recharge of the north shore of the river. The east of the Chelungpu, the west side of the Tatu mountain, and the anticline of Bagua mountain are nonflow boundary . The groundwater drainage divide is used to be the south boundary. However, because the boundary is variability, we set the Xinguang well to be the transient head.
The aquifer is mainly formed with coarse-grained materials like gravel and sand. The hydrogeology of Taichung Basin is divided into two aquifers and one aquitard, for a total of three hydrogeological stratifications. The variation of groundwater level with a rise during wet period and a fall during dry period is influenced by the intensity of rainfall. All groundwater flows through the Wuxi downstream pass as the only exit of Taichung Basin.
This study combines the factors of land use, Land use, soil characteristics, rainfall, artificial irrigation. Assessment of the spatial distribution of the recharge reasonably, and combines water balance analysis and numerical model. Control field and the spatial distribution of the pumping and recharge through steady-state mode. Assess hydrology amount change situations as time goes by transient mode, and discuss the interrelation and lag time between hydrology amount.
The results show from 2008~2010 the averaged annual recharge is 1515 million tons, the annual pumping is 390 million tons, the storage change is -8 million tons, and the loss is 1133 million tons. The largest amount of recharge occurs along the banks of Wuxi River, while the least recharge takes place at Taichung urban area. As for the amount of pumping, Situn District is with the most serious pumpage. We found the groundwater run off because it was still seepage to the stream after the storm by the relationship between hydrology amount and lag time.If we can use this feature for doing recharge in the future, we can get the result of best.

論文口試委員審定書 I
致謝 II
摘要 III
Abstract V
目錄 VII
圖目錄 IX
表目錄 XII
第一章 緒論 1
1.1 研究緣起 1
1.2 文獻回顧 1
1.2.1 地下水系統辨識 1
1.2.2 地下水流數值模式模擬 3
1.3 研究目的 4
1.4 研究流程概述 4
第二章 研究區域概述 7
2.1 台中盆地地文特性 9
2.1.1 河系 9
2.1.2 沖積扇 11
2.1.3 土地利用及土壤特性 14
2.2 台中盆地水文特性 16
2.3 台中盆地含水層地質資料 18
2.4 地下水位觀測資料 28
2.5 水文地質參數 34
2.6 抽補量調查資料 37
第三章 台中盆地地下水系統辨識 42
3.1 含水層概念分層 42
3.2 台中盆地邊界判識 44
3.3 系統水收支平衡 48
3.3.1 台中盆地地下水蓄水量歷線計算 53
3.3.2 台中盆地地下水年抽水量計算 56
3.3.3 台中盆地地下水系統淨補注量之估算 58
3.3.4 地下水平衡分析結果 59
第四章 台中盆地地下水流數值模式建立 60
4.1 穩態模式建置 61
4.1.1 模擬範圍界定與邊界條件設定 62
4.1.2 地層分層與離散網格設定 63
4.1.3 水文地質參數分區與設定 64
4.1.4 抽水量空間分配 66
4.1.5 河流演算套件設定 66
4.1.6 雨水入滲補注率之空間分佈及穩態模式率定 72
4.1.7 穩態模式之率定成果 79
4.2 暫態模式建置 82
4.2.1 河川流量 83
4.2.2 雨水灌溉補注量 85
4.2.3 暫態模式率定成果 96
4.2.4 地下水系統流失量 105
4.2.5 地下水系統補注總量 106
第五章 結論與建議 107
5.1 結論 107
5.2 建議 109
參考文獻 111

1.汪中和、張慈君、林裕隆、劉文撤、李隆安、金紹興、張秉權、藍繁盛，「由碳氫氧同位素組成探討屏東平原地下水的補注」，中研院地科所研究報告，IESCER96-021，1996。
2.經濟部水資源局，「雲林科技大學水土資源及防災科技研究中心八十九至九十七年度工作推動計畫補注計畫」，2000至2008。
3.江崇榮、汪中和，「以氫氧同位素組成探討屏東平原之地下水補注源」，經濟部中央地質調查所彙刊，第十五號，第49-67頁，2002。
4.許志聖、楊嘉凌，「良質米的栽培管理方法」，台中區農業專訊，第四十六期，2004。
5.江崇榮、黃智昭、陳瑞娥、費立沅，「屏東平原地下水補注量及抽水量之評估」，經濟部中央地質調查所彙刊，第十七號，第21-51頁，2004。
6.經濟部水利署，「臺灣地區地下水資源」，2005。
7.江崇榮、陳瑞娥、賴慈華、黃智昭，「濁水溪沖積扇地下水區之補注水源評估」，第二屆資源工程研討會，第86-91頁，2005。
8.江崇榮、黃智昭、陳瑞娥，「以地下水歷線分析法評估濁水溪沖積扇之地下水收支」，經濟部中央地質調查所彙刊，第十九號，第61-89頁，2006。
9.行政院農委會，「農業水資源管理策略與灌溉管理業務檢討」，2006。
10.江崇榮、黃智昭、陳瑞娥，「以地下水歷線分析法評估濁水溪沖積扇之地下水收支」，經濟部中央地質調查所彙刊，第十九號，第61-89頁，2006。
11.經濟部中央地質調查所，「台灣地區地下水觀測網第三期九十四年度水文地質調查研究計畫--地下水穩定氫、氧同位素研究 (2-3) 」，2006。
12.經濟部中央地質調查所，「台灣地區地下水觀測網第三期九十五年度水文地質調查研究計畫--地下水穩定氫、氧同位素研究 (3-3) 」，2007。
13.交通大學防災工程研究中心，「台中盆地做為地下水庫可能性之探討」，經濟部水利署水利規劃試驗所，2007。
14.盧英權，「作物學通論」，國立編譯館出版，2007。
15.巨廷工程顧問股份有限公司，「大安大甲溪水源聯合運用輸水工程規劃-大甲溪下游地下水影響評估 」，經濟部水利署中區水資源局，2008。
16.徐年盛、江崇榮、劉振宇、黃建霖、楊艾芸，「應用地下水歷線分析與達西定律於濁水溪沖積扇水平衡分析之研究」，第七屆地下水資源及水質保護研討會，pp. B38至B45，2009。
17.徐年盛、汪中和、江崇榮、劉振宇、黃建霖、楊艾芸，「結合地下水平衡分析結果與氫氧同位素分析推估濁水溪沖積扇地下水各補注水源之水量」，第七屆地下水資源及水質保護研討會，pp. F36至F45，2009。
18.中興工程顧問股份有限公司，「台中盆地地下水資源利用調查評估(1/3) 」，經濟部水利署水利規劃試驗所，2009。
19.中興工程顧問股份有限公司，「台中盆地地下水資源利用調查評估(2/3) 」，經濟部水利署水利規劃試驗所，2010。
20.經濟部水利署，「中華民國98年水利統計」，2010。
21.經濟部水利署，「中華民國98年臺灣水文年報」，2010。
22.徐年盛、葉文工、王逸民、劉宏仁，「雲林內陸地層下陷地區地下水抽水機制之探討與評估」，水利署99年度委辦計畫成果發表會，pp. 3-1-1至8，2011。
23.臺灣大學水工試驗所，｢雲林內陸地層下陷地區地下水抽水機制之探討與評估｣，經濟部水利署，2011。
24.中興工程顧問股份有限公司，「台中盆地地下水資源利用調查評估(3/3) 」，經濟部水利署水利規劃試驗所，2011。
25.農糧署農業試驗所，「稻米良好農業規範」，2011。
26.徐年盛、江崇榮、汪中和、劉振宇、劉宏仁、黃建霖，「地下水系統水平衡分析與補注源水量推估之研究」，2012
27.臺灣大學水工試驗所，｢臺灣西部河川河槽作為地下水補注區可行性分析｣，經濟部水利署，2012。
28.財團法人成大研究發展基金會，「台灣山區地下水資源調查研究整體計畫－第一期台灣中段山區地下水資源調查與評估(3/4)」，經濟部水利署水利規劃試驗所，2012。
29.張倉榮、林國峰、柳文成，「氣候變異與都市化對臺中盆地洪災之影響研究」，自然科學簡訊第二十五卷第一期，2013。
30.「台中市市地重劃成果簡介」，台中市政府地政局，2013。
31.經濟部水利署，「經濟部水利署水文水資源資料管理供應系統」，http：//gweb.wra.gov.tw/wrweb/
32.經濟部水利署，「經濟部水利署地下水觀測網」，http：//pc183.hy.ntu.edu.tw/index.php
33.McDonald, M.G. and Harbaugh, A.W. “A Modular Three- Dimensional Finite-Difference Ground-Water Flow Model”, Technical Report, U.S. Geol. Survey, Reston, VA, 1988.
34.Wheeler, M.D. and lkeuchi, K, “Iterative Smoothed Residuals：A Low-Pass Filter for Smoothing With Controlled Shrinkage”, IEEE Transations on Pattern Analysis and Machine Intelligence, vol. 18, no. 3, 1996.
35.HydroGeoLogic Inc., “MODHMS Software (Version 2.0) Documentation. Volume I: Groundwater Flow Modules, Volume II: Transport Modules, Volume III: Surface Water Flow Modules", Herndon, USA. 2003.
36.The Department of Defense, “Groundwater Modeling System GMS 6.0 TUTORIALS”, 2005.
37.Therrien, R., McLaren, R.G. and Sudicky, E.A., “HydroGeoSphere—A Three-dimensional Numerical Model Describing Fully Integrated Subsurface and Surface Flow and Solute Transport", Groundwater Simulations Group, University of Waterloo. 2007.