研究領域

精準掌握地下水動態，驅動能源與環境領域的技術革新

本研究室開發高解析度的三維水力與熱傳參數場，用以奠定地下水熱傳輸與多相流研究的核心基礎。透過融合多源觀測資料（如地下水水位與溫度），重建地質異質場，為智慧化地下水與能源系統提供創新解決方案。

團隊以統計推估為起點，逐步邁向 AI 驅動的資料同化，現已成功建立基於encoder-decoder深度學習架構的地質參數場推估技術，實現水力與熱傳參數的同步估測。研究成果將應用於低地溫系統與地下水熱能利用的節能與效能優化，為永續能源與淨零碳排轉型注入強大動能。

我們誠摯邀請對 AI、水文地球科學與能源技術充滿熱忱的學生與合作夥伴加入，攜手打造跨領域的國際合作平台，共同推動能源與環境領域的數位創新。

低地溫 × AI × 節能：攜手打造智慧能源新世代

本團隊致力於推動低地溫系統（Low-Temperature Geothermal System）於台灣的節能應用與智慧化技術開發。目前已於台大校區實驗農場建置兩口深度達 54 公尺的封閉式熱交換井（Closed-Loop Geothermal Wells），井內同步佈設光纖系統，以量測高解析度地溫剖面，並成功串接地源熱泵（Ground Source Heat Pump）系統，完成實驗場域的核心基礎建設。

在此基礎上，團隊積極拓展國際合作，攜手美國伊利諾伊大學厄本那-香檳分校（UIUC）林裕豐教授（Yu-Feng Forrest Lin）與日本秋田大學副校長藤井光教授（Hikari Fujii），開展低地溫系統技術交流與創新應用。現階段，團隊正結合 AI、數值模擬、解析解與最佳化方法，融合現地試驗成果，致力於開發符合台灣環境特性的低地溫系統在地化設計與試驗技術，協助推動智慧綠能於台灣的落地應用與永續轉型。

光纖光柵 × 多深度監測 × 智慧水力掃描：開創次世代地下水監測新技術

本團隊致力於開發高效能的光纖光柵多深度觀測系統（FBG-based Multilevel Monitoring System），為地下水監測與水力掃描技術帶來全新解方。相較於傳統單點式觀測井，多深度觀測井可於單一井內同步量測不同深度的水位或水溫，大幅提升監測效率，並降低井場布設對環境的影響。

面對國際商業化多深度監測系統價格高昂、難以引進的挑戰，團隊攜手國內奇博科技，共同研發以【光纖光柵】（Fiber Bragg Grating, FBG）為核心的多深度監測系統，成功建立台灣自有的井下監測技術平台。該系統已於多個國內污染場址完成實測，並展現優異的現地應用表現。

本技術已進一步應用於污染場址的水力掃描（Hydraulic Tomography），協助建立場址三維水力參數異質場，支援污染整治過程中的注藥優化與規劃。目前研究成果已發表於地下水領域國際指標期刊 Groundwater 及光學領域頂尖期刊 Optics Express。

地下水位 × 時空訊號分析 × AI預測：精準解碼地下水系統動態

本團隊致力於開發前沿的地下水位時空分析技術，深入解析地下水系統受外部刺激源（如降雨、河川變化與人為抽水等）影響的時空行為，助力智慧化地下水資源管理與決策。然而，地下水位資料為多重訊號混合的時間序列，難以直接從原始數據中識別單一刺激源的獨立影響。

針對此挑戰，我們建立了一套系統化分析流程，融合「獨立成分分析（ICA）、快速傅立葉轉換（FFT）與小波分析（Wavelet Transform）」等先進訊號處理技術，成功從井網觀測資料中萃取單一刺激源對水位變化的貢獻。

進一步地，團隊已將此技術結合深度神經網路模型，開發可同步預測多口觀測井水位變化的智慧預測系統，拓展應用於流域尺度的地下水動態與系統行為分析。多篇成果已發表於國際水文領域頂尖期刊 Journal of Hydrology，推動智慧地下水管理技術邁向實務應用。

溫度場 × 入滲推估 × IoT監測：重建時序地下水補注歷程

本團隊專注於開發結合地溫剖面分析的長期時序降雨入滲量推估技術，解決台灣地區缺乏時序入滲量直接量測工具的挑戰。由於地表水與地層溫度存在差異，當降雨或地表水入滲至地下時，將改變地溫剖面的空間分布。我們即透過此現象，建立基於地溫剖面的入滲反演技術，應用於地下水補注監測與量化。

本團隊開發的模式整合暫態地下水-熱傳導耦合的解析解模型，可反演時間序列的入滲量，考量動態上邊界（地表溫度）與半無限域下邊界條件，並可靈活對應多種初始地溫剖面情境，提升模型的現地適用性與精度。

本技術已通過數值與多次現地試驗驗證，並已成功應用於水稻田與自然場址之入滲監測，提供關鍵的地下水補注資料，支援智慧化地下水資源管理。研究成果已發表於熱力學領域頂尖期刊 International Journal of Heat and Mass Transfer 與水文領域權威期刊 Journal of Hydrology，為智慧水文監測與永續補注研究奠定堅實基礎。

我們誠摯邀請對 AI、能源技術 與地下水文環境充滿熱忱的學生與研究夥伴加入本團隊，攜手投入技術開發與實地應用，推動能源與環境領域的數位創新。我們致力於打造跨領域的國際合作平台，發展前瞻性的智慧監測與資料分析技術，以協助實現水資源與能源系統的永續發展。

加入我們，您將有機會參與跨領域實作、國際合作與現地試驗，並透過完整的技術訓練，拓展在智慧能源與環境工程領域的專業能力，成為下一代永續科技的關鍵推手。