地下水资源与地下水污染

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1、地下水資源與地下水污染地面水與地下水比較地面水地下水‧補充迅速‧不易被污染‧可發電‧體積龐大‧易受污染‧常年有水‧建水霸易破壞生態‧取水點可分散‧庫容有限‧補充慢‧取水點集中‧超抽會導致地層下陷‧礦物質含量偏高‧受限於地層特性地下水定義•地面以下的水即為地下水，然而隨著應用領域的不同，對地下水的定義就有差異。•一般對地下水的定義，是指在地下水面以下，土壤或岩石孔隙中的水。•在地殼表層約10公里的範圍內，或多或少都會有孔隙的存在，尤其集中在表層2公里內更為普遍。•這些孔隙基本上可分成三類，即鬆散的岩石與土壤、堅硬的岩石、可溶岩石中之溶洞。存在這些

2、孔隙中的水就是廣義的地下水。地下水分帶•絕大部分的地下水來自於降水，當雨水或雪水降到地面時，一部分成為地表逕流，一部分蒸發掉，剩下的部分則沿著岩層空隙滲入地下。•據估計在全球年降水量中，約77%在未注入河流前先流入地下。降水滲入地下後，因重力作用而向下滲透。•當水分下滲達到某一深度，遇到不透水的地層如黏土、頁岩等時，就貯存起來，逐漸往上充填於土壤或岩石的間隙中，形成飽和狀態，其頂部即為地下水面(watertable)。•地下水面之上稱不飽和帶(unsaturatedzone)，其中土壤或岩石孔隙中並未充滿水分，還有空氣存在；相對的，地下水面之下

3、的土壤或岩石孔隙是充滿水的，稱為飽和帶（saturatedzone）。受壓含水層與未受壓含水層•地下水的含量及流動與岩石的孔隙率與滲透度有關。孔隙率(porosity)係指岩石或土壤內空隙體積與總體積的比值，孔隙率愈高，含水量愈高。•滲透度是指岩石或土壤容許地下水通過的難易程度，滲透度愈大，地下水愈容易流動。一個孔隙率與滲透度均良好的岩層，可以供應豐富的地下水資源，即可稱之為含水層(aquifer)。含水層可定義為地層與地層的群組或部份的地層中岩石或沉積物孔隙內的水份為飽和且可以透水傳輸足夠之水量至水井或湧泉。•含水層可分為受壓含水層(conf

4、inedaquifer)與非受壓含水層(unconfinedaquifer)，局限含水層為上、下為阻水層或絕水層所包含之地下水含水層；非局限含水層為頂部為自由水面，底部為阻水層或絕水層所包含的地下水含水層。地下水性質•地下水面通常位於地下數公尺至數十公尺深，但是在乾燥地區則可深至數百公尺，大致隨著地形而起伏，但起伏較地形稍緩。在沼澤、湖泊、水庫、河流附近地區，水面的高度一般相當於地下水面高度，二者相互連通，因此地下水可補充河水，亦可藉著河水獲得補充（如下圖），在河道沿途，地下水不斷以滲流的方式與河水交流，事實上河流在無降雨時仍能保持一定的流量，

5、主要就是靠地下水補充。•通常地下水含有較豐富的礦物質，這是因為土壤中有機物分解產生的二氧化碳或其它有機酸會溶解在地下水中，因而更容易溶解所接觸的土石，增加水中礦物質含量，尤其是鈣、鎂的碳酸氫鹽、氯鹽、硫酸鹽，及鐵、錳等較多。地下水流動•達西定律:(Q/t)=(KAh)/L,式中K值為導水係數•透水性測量：抽水、壓水、鑽孔注水、試坑滲水試驗•導水係數最低的是變質岩(10-11m/s),最好的是礫石層(1m/s)•導水係數小於10-7m/s即稱阻水層(aquitard),反之則為含水層地下水補注‧補注:含水層自外界獲得水源的過程(降水,灌溉等)‧自

6、由含水層從地表補注初期含氣帶自地表以下分為四個部分:完全飽和帶,傳輸帶,濕潤帶與濕潤鋒‧受壓含水層與自由含水層補注方式不同(p.273)‧為防地層下陷可以地面河渠,坑池與井孔灌注等方式進行人工補注地下水地下水分區•蘭陽平原•台北盆地•桃園中壢台地•新竹苗栗臨海地區•台中地區•濁水溪沖積扇•嘉南平原•屏東平原•花東縱谷台灣地下水資源•估計地下水蘊藏量之參數:地下水區面積,地層厚度與孔隙率.•九大地下水區以嘉南平原最大(2520km2)(453600百萬噸),台北盆地最小(380km2)(68400百萬噸=176個翡翠水庫).•目前全台平均年抽水量

7、大於補注量超抽地下水•養殖業者違法超抽地下水，造成嚴重地層下陷，海水入侵，水質受污染，土壤鹽化。•臺灣的鹽化土壤主要分佈在西部濱海地區，約從彰化縣鹿港一直延伸到屏東縣。近年來養殖業發達，特別在屏東與宜蘭地區的漁塭擴張，超抽地下水引發地層下陷，導致海水倒灌而使土壤鹽化，因此土壤鹽化問題已經延伸到屏東枋寮一帶。•估臺灣地區鹽化土壤的面積，約為25,000公頃左右。地下水的污染•農民採用密植及增加複作等集級式耕犁方式，造成農民施用大量的肥料及農藥，因此，引起地下水質的惡化。•在台灣中部的某些蔬菜專業區，其滲漏水中硝酸態氮的含量均超過飲用水標準10mg

8、/L，甚至已達30mg/L，顯示施用過量之肥料及農藥，確實影響地下水之水質。