地下水
2011-12-02 14:00:00   来源:   点击:

    在地面下流动或近似滞留的水。

    地面下的地层,可概分为地层孔隙未被水分完全填满的不饱和带(通气带)和地层孔隙被水分完全填满的饱和带。不饱和带中的水分可概称为土壤水,但农业上习惯把不饱和带分为土壤水带(根带)、中间带和毛细管带三部分,这些水分可能在植被进行光合作用时蒸散,或上升到地面蒸发,人类无法直接利用。在此不饱和带中,有局部透水性差的地层分布时,则会在其上面形成局部凸透镜状饱和层,称为栖留水或栖止水(perched water)。

    饱和带中的水称为地下水,在地层中不停地由高水位向低水位的方向流动。地下水的流动受地层透水性的影响甚大,透水性好的地层(日平均大於1公尺),如砂层、砾石层,地下水流动较快,称为含水层;透水性差的地层(日平均约100 ~10-3公尺),如细砂含土、坋土层,称为滞水层或微透水层;透水性更差的地层(日平均小於10-3公尺),如黏土层,称为阻水层或难透水层。

    接近地面的含水量又称作自由含水层(unconfined aquifer),滞水层或阻水层以下的含水量则称作受压含水层(confined aquifer),以滞水层或阻水层为其加压层。有的受压含水层凿井时,井水会流出地面,称为自喷井或自流井。当受压含水层凿井抽水後,水位(及水压面)会下降,尤其在大量抽水时,加压层中的地下水会渗漏或脱水流入含水层,使加压层的厚度减少,呈现地面下降的「地盘下陷」(或地层下陷)。

    相同地下水位高度的连线,称为地下水位等高线,由自由水位所形成的区域面称为地下水面,由受压水位所形成的区域面称为受压水面(压力水面)。地下水面与地面接触的地方,常有泉水或涌泉;受压水面高於地面的地方则常有自喷(流)井。地面凹槽的水系河川,常深入地下水面,人们所看到的河川水流汇集的迳流,大雨来时自地面迳流,不下雨时来自地下水,地下水在地面下流动缓慢,可调节河川一旬、一月、一季甚至半年的河水量,地下水一旦流出地面或流入水系河川,流速可从每天公尺变成每秒公尺,造成水资源在陆地上滞留时间的改变。

    台湾的主要地下水区(指单一水井,每天出水量大於100立方公尺)分布在河川下游或沿海的第四纪地质区,包括:台北盆地、新苗地区、台中地区、浊水溪平原、嘉南平原、屏东平原、宜兰平原和花东纵谷共9区,面积约1万平方公里,永续性出水量年平均大於40亿立方公尺,因全球各地抽水量日平均大於2公厘(每平方公里2,000立方公尺)的地方大多会造成地盘下陷的地下水灾害,除非该地的地层全部为砾石层,无形成地盘下陷的泥质加压层。台北盆地、云林沿海、屏东沿海等地都曾经发生超过2公尺的地盘下陷量。

    中文关键字: 水资源 , 地盘下陷 , 井水 , 泉水

    英文关键字water resources , ground subsidence , well water , spring water

    参考资料

    1. 杨万全。1993。《水文学》(增订版)。「地理研究丛书」2。台北:师大地理系。
    2. 杨万全、张瑞津、高丽珍。1987。〈台湾地区的地下水域划分〉。《地理学研究》,11:41-84。
    3. 杨万全。1988。〈台湾地区地盘下陷问题之探讨〉。《矿业技术》,26(4): 216-246。

    延伸阅读

    1. Fetter, C. W. 1994. Applied Hydrogeology (3rd edition). New York: Macmillan College Publishing Co. Inc.
    2. Todd, D. K., and L. W. Mays. 2005. Groundwater Hydrology ( 3rd edition). NJ: John Wiley & Sons, Inc.
    3. Schwartz, F. W., and H. Zhang. 2003. Fundamentals of Ground Water. NJ: John Wiley & Sons, Inc.
    4. Delleur, J. W. 1999. The Handbook of Groundwater Engineering. Boca Raton: CRC Press LLC.
    5. Freeze, R. A. and Cherry, J. A. 1979. Groundwate gr. NJ: Prentice-Hall.

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