臺(tái)灣的地下水

陳文福

臺(tái)大地質(zhì)系博士、前臺(tái)糖地下水中心工程師，現(xiàn)任臺(tái)灣區(qū)鑿井公會(huì)顧問(wèn)、私立嘉南藥理科技大學(xué)溫泉中心顧問(wèn)、環(huán)境工程系兼任助理教授。專長(zhǎng)地下水的化學(xué)及水文地質(zhì)、從事地下水工作有十五年以上的經(jīng)驗(yàn)。

第一章 總論

地球的水

臺(tái)灣地下水的蘊(yùn)藏量

地面水的優(yōu)缺點(diǎn)

地下水的優(yōu)缺點(diǎn)

第二章 地下水發(fā)展史

早期的發(fā)展

臺(tái)灣早期的地下水發(fā)展

臺(tái)灣地下水的全面開(kāi)發(fā)

臺(tái)北盆地的地下水開(kāi)發(fā)史

臺(tái)灣地下水觀測(cè)網(wǎng)

地下水污染問(wèn)題

第三章 臺(tái)灣的古井

臺(tái)澎地區(qū)最早的古井

臺(tái)南的古井

荷據(jù)與明鄭時(shí)期其它的古井

第四章 現(xiàn)代鑿井

潛水挖井

鑿井機(jī)原理

建井過(guò)程

鑿井工人的生活

第五章 地下水的蘊(yùn)藏與流動(dòng)

臺(tái)灣的地質(zhì)分區(qū)與濱海平原的形成

達(dá)西定律與含水層的形成

阻水層的形成

地下水的循環(huán)及年代

坪林隧道的地下水

第六章 地下水的水質(zhì)

地下水的組成

何謂礦泉水？

水的主要與微量成分

溫泉水質(zhì)

美人湯與心臟病

硝酸鹽污染

水處理設(shè)備

地底微生物

第七章 地下水開(kāi)發(fā)與地層下陷

地層下陷概況

地層下陷監(jiān)測(cè)方法

累積下陷最深地區(qū)—屏東

下陷面積最廣地區(qū)—云林

近年下陷最快地區(qū)—彰化

下陷面積突然增加地區(qū)—臺(tái)南

永不下沉的航空母艦？—桃園

第八章 地下水區(qū)導(dǎo)覽

臺(tái)北盆地

蘭陽(yáng)平原

桃園臺(tái)地

竹苗地區(qū)

臺(tái)中地區(qū)

濁水溪沖積扇

嘉南平原

高雄平原

屏東平原

澎湖群島

第九章 臺(tái)灣地下水的未來(lái)

美國(guó)地下水管理案例

臺(tái)灣地下水的未來(lái)

1. 臺(tái)灣第一本介紹臺(tái)灣地下水的形成、發(fā)展史、現(xiàn)況及建井方法的科普書。

2. 研究臺(tái)灣水資源的重要專書。

3. 本書以精細(xì)插畫，呈現(xiàn)細(xì)膩且真實(shí)的美感。

地下水補(bǔ)注側(cè)向補(bǔ)給

側(cè)向補(bǔ)給量是指計(jì)算區(qū)以外的地下水通過(guò)水平運(yùn)動(dòng)方式補(bǔ)給計(jì)算區(qū)的水量。在研究平原地區(qū)地下水資源時(shí)，應(yīng)當(dāng)計(jì)算來(lái)自山前的地下水補(bǔ)給量，即山前側(cè)向補(bǔ)給量。如果研究對(duì)象是一個(gè)流域，應(yīng)視流域是否閉合來(lái)確定有無(wú)側(cè)向補(bǔ)給，閉合流域無(wú)側(cè)向補(bǔ)給，流域不閉合時(shí)則有側(cè)向補(bǔ)給。

地下水補(bǔ)注人類活動(dòng)造成的地下水補(bǔ)給

修建灌溉工程以及對(duì)潛水采用地面、河渠、坑塘蓄水滲補(bǔ)，對(duì)承壓水采用井、孔灌注等方式進(jìn)行地下水人工補(bǔ)給等人類活動(dòng)也會(huì)增加地下水的補(bǔ)給。利用河水灌溉農(nóng)田的地區(qū)，一般灌溉水入滲在地下水總補(bǔ)給量中占很大比重，可分為兩部分：一是渠系滲漏補(bǔ)給；二是田間滲漏補(bǔ)給。有的地區(qū)利用當(dāng)?shù)氐乃矗ㄈ绯槿〉叵滤┻M(jìn)行灌溉，灌溉水入滲后地下水得到的補(bǔ)給，稱之為灌溉回滲，它是當(dāng)?shù)氐乃Y源重復(fù)量。

地下水補(bǔ)注凍融雪凍融水補(bǔ)給

我國(guó)西北、東北高寒地區(qū)每年積雪時(shí)間長(zhǎng)，包氣帶和部分飽水帶土層溫度常處于零度以下，形成凍土，在土層凍結(jié)期幾乎無(wú)入滲補(bǔ)給；至夏季才開(kāi)始逐漸消融，其人滲補(bǔ)給地下水量的大小與積雪的厚度、包氣帶凍土厚度、化凍時(shí)間長(zhǎng)短及氣溫高低等因素有關(guān)。有些高寒地區(qū)在融凍期的入滲補(bǔ)給系數(shù)相對(duì)較大，有時(shí)竟高達(dá)0.8以上。但在我國(guó)大小興安嶺北部、青藏高原、阿爾泰山、天山等地的多年凍土區(qū)，由于季節(jié)解凍范圍僅限于地表以下4～5m深度內(nèi)，再向下直至50～60m深度內(nèi)則常年處于負(fù)溫，形成天然的隔水介質(zhì)，往往得不到直接的入滲補(bǔ)給。 2100433B

地表水是地球表面的各種形式天然水的總稱。地表水補(bǔ)給是指地表水（水庫(kù)、河流、湖泊、坑塘等）與地下水之間存在水頭差，且地表水位高于沿岸地下水位時(shí)，地表水入滲補(bǔ)給地下水的過(guò)程。

河流是地表水體中最主要和最具代表性的水體，河流與地下水之間的補(bǔ)排關(guān)系，取決于河水位與地下水位（潛水位）之間的關(guān)系，這種關(guān)系一般是沿著河流縱斷面變化的。山區(qū)河流深切，河水位常低于地下水位，起排泄地下水的作用，洪水期則河水補(bǔ)給地下水；山前由于河流堆積作用加強(qiáng)，河床抬高，地下水埋藏深度大，則河水常年補(bǔ)給地下水；沖積平原上游地區(qū)，河水位與地下水位接近，汛期河水補(bǔ)給地下水，非汛期河水排泄地下水，季節(jié)性變化較大；而在沖積平原的中下游部分，由于堆積作用強(qiáng)烈，形成所謂“地上河”，如黃河下游，此時(shí)河水常年補(bǔ)給地下水。

地下水補(bǔ)注影響地表水補(bǔ)給地下水的因素

河流補(bǔ)給地下水時(shí)，補(bǔ)給量的大小取決于下列因素：

1. 透水河床長(zhǎng)度與浸水周界（相當(dāng)于過(guò)水?dāng)嗝妫?/li>

2. 河床透水性；

3. 河水位與地下水位的水頭差（影響水力梯度）；

4. 河床過(guò)水時(shí)間。

同時(shí)，河流對(duì)地下水的補(bǔ)給量可因人為因素的影響而發(fā)生變化。如傍河取水，人為地增大了河水位與地下水位的差值，從而增加了河水對(duì)地下水的補(bǔ)給。事實(shí)上人為因素的影響無(wú)非也是上述四個(gè)影響因素變化的反應(yīng)。

河道愈寬廣，河水位愈高，河床濕周愈長(zhǎng)，河床過(guò)水時(shí)間愈長(zhǎng)，越有利干補(bǔ)給地下水。

河床透水性對(duì)補(bǔ)給地下水影響很大?？λ固匕l(fā)育地區(qū)往往整條河流轉(zhuǎn)入地下。由卵礫石組成的山前洪積扇上緣，地表水呈輻射狀散流，滲漏量相當(dāng)大。當(dāng)河床與下伏含水層之間存在隔水層時(shí)，河水對(duì)地下水的補(bǔ)給卻很少。當(dāng)?shù)叵滤膫?cè)向徑流強(qiáng)烈，而河床透水性相對(duì)較差時(shí)，即使是常年有水的河流，也可以發(fā)生非飽和滲漏補(bǔ)給，水丘始終處于河床下一定深度，潛水位與河水位并不相連。

需要指出，河水的滲漏量中有一部分消耗于補(bǔ)足包氣帶的水分虧缺，若河流為過(guò)水時(shí)間很短的間歇性河流，這部分水所占的比例則不能忽略，此時(shí)不能簡(jiǎn)單地把河水滲漏量當(dāng)作河水對(duì)地下水的補(bǔ)給量。

地下水由補(bǔ)給區(qū)流向排泄區(qū)的過(guò)程叫徑流。地下水由補(bǔ)給區(qū)流經(jīng)徑流區(qū)。流向排泄區(qū)的整個(gè)過(guò)程構(gòu)成地下水循環(huán)的全過(guò)程。地下水徑流包括徑流方向、徑流速度與徑流量。

地下水補(bǔ)給區(qū)與排泄區(qū)的相對(duì)位置與高差決定著地下水徑流的方向與徑流速度。含水層的補(bǔ)給條件與排泄條件愈好、透水性愈強(qiáng)，則徑流條件愈好。徑流條件好的含水層其水質(zhì)較好。此外，地下水的埋藏條件亦決定地下水徑流類型潛水屬無(wú)壓流動(dòng)；承壓水屬有壓流動(dòng)。