臺灣地區年降雨量豐沛，惟受限於地形及降雨時空分布不均，地表水資源調配與利用效率低落，致使地下水成為西部平原地區農業與養殖業主要之用水來源。長期過度抽取地下水已導致地層下陷問題日益嚴重，尤以濁水溪沖積扇地區最為顯著。本研究旨在探討不同地下水管理策略對地下水位與地層變形之影響，採用GMS 7.1中MODFLOW建構濁水溪沖積扇三維水文地質地下水流動模式，並結合IBS1模組建立地層下陷一維模擬模式，進行地下水與地層下陷模擬與敏感性分析。此外，本研究設計兩種抽水管理情境進行模擬：一為根據行政院頒布之「彰化與雲林地區地層下陷具體解決方案與行動計畫」所規劃之分區減抽措施，二為每年平均減抽0.5億噸之假設性策略。模擬結果顯示，至2035年止，兩方案均能有效提升地下水位（約0.01–6.74公尺）並減緩地層下陷（約0.05–9.85公分），其中假設性減抽策略於部分區域之改善成效略優於分區減抽方案。本研究建置之地下水與地層下陷數值模式具良好模擬能力與預測準確性，結果可提供作為未來地層下陷防治、水資源永續利用及相關政策制定之科學依據。

Although Taiwan receives abundant annual rainfall, the uneven spatial and temporal distribution of precipitation, along with complex topography, limits the efficiency of surface water utilization and allocation. As a result, groundwater has become the primary water source for agriculture and aquaculture in the western plains. However, long-term over-extraction of groundwater has led to increasingly severe land subsidence, particularly in the Zhuoshui River alluvial fan.
This study aims to investigate the effects of strategic management of different groundwater pumping on groundwater levels and land deformation. A three-dimensional hydrogeological groundwater flow model was developed using MODFLOW within the GMS platform, and integrated with the IBS1 module to simulate one-dimensional land subsidence. Sensitivity analyses were conducted to evaluate groundwater and land subsidence responses under varying management scenarios.
Two groundwater extraction strategies were designed and simulated: (1) a zonal pumping reduction plan based on the Executive Yuan’s Action Plan, and (2) a hypothetical scenario with a uniform annual pumping reduction of 50 million cubic meters. Simulation results suggest that both strategies can effectively improve groundwater levels (by approximately 0.01 to 6.74 meters) and reduce land subsidence (by approximately 0.05 to 9.85 centimeters) by the year 2035. The hypothetical reduction strategy demonstrated slightly better performance in certain areas.
The developed coupled numerical model exhibits good simulation capability and prediction accuracy, and the results provide a scientific basis for future land subsidence mitigation, sustainable groundwater resource management, and policy-making.

1.王秀華，(2022)，「彰化地區地層下陷趨勢之探討」，國立高雄科技大學營建工程系研究所碩士論文。
2.中央地質調查所，(1999)，「台灣地區地下水觀測網第一期計畫，濁水溪沖積扇水文地質調查研究總報告」。
3.中央地質調查所，(1999)，「地下水觀測網第一期計畫濁水溪沖積扇水文地質調查研究報告」。
4.行政院，(2011)，「雲彰地區地層下陷具體解決方案暨行動計畫」。
5.李心惟，(2014)，「結合HEC-RAS與MODFLOW於濁水溪沖積扇地下水與地層下陷模擬」，國立成功大學資源工程研究所碩士論文。
6.李振誥、許清荃，(2000)，「地下水資源調配與管理-以濁水溪沖積扇為案例」，水資源管理，第8卷，第24-31頁。
7.胡力中，(2022)，「應用標準化指數法於濁水溪沖積扇區域地層下陷之研究」，國立成功大學資源工程研究所碩士論文。
8.柳志錫，(2004)，「複雜含水地層之抽水沉降行為」，國立交通大學土木工程研究所博士論文。
9.邱淳銜，(2021)，「濁水溪沖積扇之多元化地層下陷監測資料融合與時序關聯性分析」，國立中央大學應用地質研究所碩士論文。
10.侯伊浩，(2010)，「應用地層下陷模式探討地下水位與地層下陷量相關性之研究」，國立成功大學資源工程研究所碩士論文。
11.徐國錦、林政偉，(2021)，「地層下陷成因與防治」，土木水利期刊第四十八卷第六期。
12.張良正，(2024)，「三維多層地下水數值模式建置關鍵議題與應用—以濁水溪沖積扇為例」，經濟部中央地質調查所特刊第37號，第39-63頁。
13.張紹峰，(2021)，「濁水溪沖積扇之地層下陷整治策略探討」，國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
14.陳建銘，(2005)，「地層下陷模擬程序之建立與應用—以大城鄉西港地區為例」，國立成功大學應用地質研究所碩士論文。
15.陳祐誠，(2019)，整合型地表地下聯合營運最佳規劃模式之發展，國立交通大學土木工程系博士論文。
16.陳聖傑、龔文瑞、李振誥，(2011b)，地下水位變化之主成分分析—以濁水溪沖積扇為例，第二十屆水利工程研討會。
17.陳聖傑，(2012)，「地下水水位之主成分分析—以濁水溪沖積扇為例」，國立成功大學資源工程研究所碩士論文。
18.達亞，(2023)，「區域及全球空間資料模型於地下水監測與地層下陷防制」，國立成功大學測量及空間資訊研究所博士論文。
19.經濟部水利署，(2011)，「雲林內陸地層下陷地區地下水抽水機制之探討與評估」。
20.經濟部水利署，(2014)，「地下水補注地質敏感區劃定計畫書」。
21.經濟部水利署，(2015a)，「2015年至2020年地下水保育管理暨地層下陷防治計畫」。
22.經濟部水利署，(2015b)，「鳥嘴潭人工湖設置對彰化地區地層下陷防治之研究」。
23.經濟部水利署，(2017a)，「105年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
24.經濟部水利署，(2017b)，「中華民國105年臺灣水文年報」。
25.經濟部水利署，(2018a)，「106年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
26.經濟部水利署，(2018b)，「中華民國106年臺灣水文年報」。
27.經濟部水利署，(2019a)，「107年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
28.經濟部水利署，(2019b)，「中華民國107年臺灣水文年報」。
29.經濟部水利署，(2020a)，「108年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
30.經濟部水利署，(2020b)，「中華民國108年臺灣水文年報」。
31.經濟部水利署，(2021a)，「109年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
32.經濟部水利署，(2021b)，「中華民國109年臺灣水文年報」。
33.經濟部水利署，(2022a)，「110年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
34.經濟部水利署，(2022b)，「中華民國110年臺灣水文年報」。
35.經濟部水利署，(2023a)，「111年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
36.經濟部水利署，(2023b)，「中華民國111年臺灣水文年報」。
37.經濟部水利署，(2024a)，「112年彰化及雲林地區地層下陷監測及分析」。
38.經濟部水利署，(2024b)，「中華民國112年臺灣水文年報」。
39.經濟部水利署，(2024c)，「地下水觀測網」。
40.楊亞欣，(2013)，「濁水溪沖積扇地下水與地層下陷聯合運用模擬與分析」，國立成功大學資源工程研究所碩士論文。
41.楊佳穎，(2007)，「屏東平原整合模式下之MODFLOW地下水模擬研究」，國立中正大學地震研究所暨應用地球物理研究所碩士論文。
42.楊詠涵，(2023)，「以水-力耦合模式探討不同複雜度地質模型對地層下陷模擬之影響—以雲林地區為例」，國立中央大學應用地質研究所碩士論文。
43.鄭姵伊，(2024)，「利用數值模式-MODFLOW 探討氣候變遷對美濃、旗山地區的地下水影響」，國立中央大學土木工程所碩士論文。
44.鄭芳如，(2024)，「應用水文地質數值模式進行地下化工程之風險決策告知—以臺南鐵路地下化工程為例」，國立成功大學資源工程所碩士論文。
45.Artur Guzy, & Malinowska, A. A. (2020). State of the art and recent advancements in the modelling of land subsidence induced by groundwater withdrawal. AGH University of Science and Technology, Department of Mining Surveying and Environmental Engineering, Kraków, Poland.
46.Bailey, R. T., Wible, T. C., Arabi, M., Records, R. M., & Ditty, J. (2016). Assessing regional-scale spatio-temporal patterns of groundwater–surface water interactions using a coupled SWAT-MODFLOW model. Hydrological Processes, 30(23), 4420–4433.
47.Devin L. Galloway, & Michelle Sneed. (2013). Analysis and simulation of regional subsidence accompanying groundwater abstraction and compaction of susceptible aquifer systems in the USA. Sociedad Geológica Mexicana, 65(1), 1-12.
48.Duc-Huy Tran, Wang, S. J., Nguyen, Q. C. (2022). Uncertainty of heterogeneous hydrogeological models in groundwater flow and land subsidence simulations – A case study in Huwei Town, Taiwan. Engineering Geology, 298, 106543.
49.Fatemeh Jafari, Javadi, S., Karimi, N. (2015). Forecasting of subsidence due to groundwater overexploitation using MODFLOW and interferometry technique in radar imagery. In Proceedings of the 36th IAHR World Congress (pp. 1–10). The Hague, Netherlands.
50.Galloway, S. A., Leake, D. L. (2010). Use of the SUB-WT package for MODFLOW to simulate aquifer-system compaction in Antelope Valley, California, USA. In Land Subsidence, Associated Hazards and the Role of Natural Resources Development IAHS Publ. 339, 61–67. Querétaro, México.
51.Hung, W. C. (2012). Modeling aquifer-system compaction and predicting land subsidence in central Taiwan. Engineering Geology, 147.
52.Ireland, R. L., Poland, J. F., Riley, F. S. (1984). Land subsidence in the San Joaquin Valley, California, as of 1980. U.S. Geological Survey Professional Paper 437-I, 93.
53.Jafari, F., Javadi, S., Karimi, N. (2015). Forecasting subsidence due to groundwater overexploitation using MODFLOW and interferometry technique in radar imagery. E-Proceedings of the 36th IAHR World Congress, 28 June–3 July 2015.
54.Kim, N. W., Chung, I. M., Won, Y. S., & Arnold, J. G. (2008). Development and application of the integrated SWAT–MODFLOW model. Journal of Hydrology, 356(1–2), 1–16.
55.Leake, S. A. (1990). Interbed storage changes and compaction in models of regional groundwater flow. Water Resources Research, 26(3), 13–25.
56.Leake, S. A., Prudic, D. E. (1991). Documentation of a computer program to simulate stream-aquifer relations using a modular, finite-difference, ground-water flow model. U.S. Geological Survey Techniques of Water-Resources Investigations, Book 6, Chapter A2.
57.McKee, T. B., Doesken, N. J., Kleist, J. (1993). The relationship of drought frequency and duration time scales. In Proceedings of the Eighth Conference on Applied Climatology (pp. 179–184).
58.Mohammadreza, A. E. (2021). Studying land subsidence phenomenon of Abhar plain using MODFLOW mathematical model based on developing SUB numeric package.
59.Nalbantis, I. (2008). Evaluation of a hydrological drought index. European Water, 23(24), 67–77.
60.Niemeyer, S. (2008). New drought indices. Options Méditerranéennes Série A: Séminaires Méditerranéens, 80, 267–274.
61.Osman, Y. Z., & Bruen, M. P. (2002). Modelling stream–aquifer seepage in an alluvial aquifer: an improved losing-stream package for MODFLOW. Journal of Hydrology, 264(1–4), 69–86.
62.Restrepo, J. I., Montoya, A. M., Obeysekera, J. (2008). A wetland simulation module for the MODFLOW groundwater model. Groundwater, 36(5), 798–807.
63.Terzaghi, K. (1925). Erdbaumechanik auf bodenphysikalischer Grundlage. Vienna: Franz Deuticke.
64.Vicente-Serrano, S. M., Begueria, S.,Lopez-Moreno, J. I. (2010). A multiscalar drought index sensitive to global warming: The standardized precipitation evapotranspiration index. Journal of Climate, 23(7), 1696–1718.
65.Wang, S., Shao, J., Song, X.(2008). Application of MODFLOW and geographic information system to groundwater flow simulation in North China Plain, China. Environmental Geology, 55(6), 1449–1462.
66.Wang, S. J., Lee, C. H.,Hsu, K. C. (2015). A technique for quantifying groundwater pumping and land subsidence using a nonlinear stochastic poroelastic model. Environmental Earth Sciences, 73(12), 8111–8124.
67.Wang, S. J., Lee, C. H., Yeh, C. F., Choo, Y. F.,Tseng, H. W. (2021). Evaluation of climate change impact on groundwater recharge in groundwater regions in Taiwan. Water, 13(9), 1153.
68.Wang, S. J., Lin, C. W., Hsu, S. L., Yeh, H. F.,Lee, C. H. (2014). Groundwater resources management for public water supply in Changhua County, Taiwan - 1. Model analysis. Taiwan Water Conservancy, 62(3), 24–45.
69.Wang, S. J., Yeh, H. F., Lin, C. W., Hou, Y. H., Tseng, J. S., Hsu, K. C., Lee, C. H. (2014). The influences on groundwater and subsidence under the water supply of Niaozueitan Artificial Lake in Changhua. Taiwan Water Conservancy, 62(3), 8–23.
70.Zhou Chen, Huang, J., Dou, Z., Zhang, C., Chen, C.,Fu, Y. (2022). Optimization schemes for deep foundation pit dewatering under complicated hydrogeological conditions using MODFLOW-USG. Engineering Geology, 303, 106653.