高中地理（一）水文篇- 地面水教學內容

前言蓄存於地下土壤岩石中孔隙和裂縫的水，通稱為地下水(groundwater)。

... 二、地下水的分類分佈於通氣層中的地下水統稱懸浮水(suspended water)，包括附著在土壤 ... 高中地理 水文篇－地面水 教學主要內容 前言 　　蓄存於地下土壤岩石中孔隙和裂縫的水，通稱為地下水(groundwater)。

它們不但是分解岩石、化育土壤、崩移地表的重要力量，也給生物和人類提 供了寶貴的水源。

不過，由於長期以來人們對地下水開發利用過度，不僅使 局部地區的地下水趨於枯竭，也普遍發生地下水污染和地層下陷等環境問題 。

如何加以解決，進而興利除弊，十分迫切。

第一節地下水的分帶 一、地下水的蘊藏 　　大多數的地下水是因降水滲入地下而形成，其蘊藏量的多寡常與地層的 孔隙度成正比。

地層孔隙大者含水必較豐富，成為透水層，如砂岩、礫岩﹔ 反之，孔隙過小，不易有地下水經過，則稱為不透水層，如頁岩。

若在透水 層下方有不透水層，則上方之透水層將會大量積存地下層，當含水層中之水 分完全充滿在孔隙中，達到飽和，即稱飽和帶(saturationzone)，共上方的頂面 就是地下水面(groundwatertable)。

地下水面和地表之間則為未飽和帶或通氣 帶(aerationzone)。

　　地下水面的海拔位置稱地下水位，常受地形影響，以山峰下方最高，而河 谷附近最低(圖2) ﹔不過，它的起伏卻又比地形緩。

此外，地下水面每因降水 、蒸發、氣象變化或人為抽取等因而出現升降，可使飽和帶發生上下波動的現 象。

二、地下水的分類 　　分佈於通氣層中的地下水統稱懸浮水(suspendedwater)，包括附著在土壤顆 粒表面的吸著水(hygroscopicwater)、因重力而下滲的重力水(gravitywater) 和因 毛管作用而上升的毛管水(capillarywater)，皆對植物的生長甚關重要。

飽和帶的 地下水，可以區分為地下水面至下方不透水層之問的自由地下水(free groundwater) 和夾貯在上、下兩層不透水眉間的受壓地下水(connedgroundwater)。

前者乃一 般水井的主要水源﹔後者所開鑿的水井則有受壓而自動流出地表的傾向，稱為自 流井(artesianwell)。

第二節地下水的特性 一、地下水的活動 　　地下水在重力的支配下，緩慢移動，包括由地面滲透進入地層的入滲 (infiltr- ation)，在地層中垂直向下滲透的下滲(percolation)和受地下水面起伏約束而向側 流動的側滲(throughflow)。

流動的速度則主要取決於地層的滲透度 (permeability) ，滲透度大致和構成地層的顆粒直徑之平方成正比。

故礫層中流速較快，可達 100公尺/天以上，砂層次之， 滲透度小的岩石，地下水的流時在每天數公尺以 下。

而地下水流出地表的方式，可分為自然流出和人為流出兩種。

(一)自然流出：地下水面若與地表交切，地下水自然流出成泉(snring)。

泉水的溫 　　度一旦高於體溫，即成溫泉(thermalwater)，否則稱為冷泉(圖3)。

而水中多 　　含礦物質，超過1克/ 公升時，就是礦泉。

臺灣地區地殼變動頻繁、地層斷 　　裂普遍、地熱豐富，又多火山群，故溫泉和礦泉眾多，如陽明山、北投、礁 　　溪、谷關、東埔、知本等地，皆為知名的溫泉區，並因而成為觀光勝地。

再 　　如地熱條件特殊，以致水蒸氣和熱水週期性間歇噴出成水柱時，則產生間歇 　　泉(geyser)，像美國黃石公園的老忠實(OldFaithful) 噴泉，平均每隔一小時左 　　右噴出一次(參見圖4)，就是典型的間歇泉。

　　　　　　　　　　　　 (二)人為流出：地下水也可經由人工鑿井汲取，成為重要水源。

其深度在十數公 　　尺以內的是為淺井，更深者即屬深井，後者須以抽水機汲取。

若含水層傾斜 　　，儲水量充足，並且受壓地下水頭高於水井位置時， 地下水常因壓力而自然 　　湧出地表，形成自然井。

世界上有不少較乾燥的地區，都因為自流井的存在 　　而帶來生機，例如澳洲就有不少內陸地區以自流井水為主要水源。

二、超抽地下水所引發的問題 　　地下水是一種珍貴的自然資源，人類如果未能珍惜保育，反而過度開採，常 會引致許多嚴重的環境問題，例如： (一)地層下陷：過度抽取地下水，可使地層因脫水而出現壓密沈陷的現象，稱為 　　地層下陷，每每造成長期積水、海水倒灌、土地退化及水質惡化等結果。

例 　　如民國五、六十年代，因為大量開發地下水，引發劇烈的地層下陷，屏東佳 　　冬塭豐下陷量超過2公尺(圖5)。

由於事態嚴重，民國61 年開始大量管制地 　　下水的利用，情況才緩和下來，然而，屏東、嘉義、雲林、宜蘭等縣沿海地 　　帶未能記取教訓，為了供應魚塭用水，在過去二十年來繼續肆意超抽地下水 　　，終而釀成今天更大規模的地層下陷，難以收拾。

(二)鹹水入侵：在海島或臨海地帶，每因地下水超抽而導致地下水位降低。

相對 　　來說，下方比重較大的鹹水將急速上升，以保持一種靜力平衡狀態。

通常， 　　地下水面降低1公尺，鹹水界面將升高40公尺。

因而一個原來是淡水的井 　　，隨時都有可能湧出鹹水，削減了可資使用的水量，也造成環境的失衡。

回上頁