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环境水文学或生态水文学是地理学的领域，重视形成水文景观的背景因素。本文即以环境水文学的观点探讨台湾的水资源蕴藏量、河川群、迳流量及其形成过程，并以经济部水利署台湾各水资源分区的特徵为例，概括说明水文景观形成的背景因素。
壹、台湾水资源蕴藏量
水资源就是淡水资源，经过淡化後的海水（咸水）、处理过的污水也可以成为水资源，但海水、污水并非水资源。台湾岛上天然水资源的主要来源是降水，地下深层抽出来的淡水（地下水）可能是雨水或天水长期渗透的产物，也可能是地层形成当时的水分或被封闭在地层中的化石水（fossil water）。小雨时地面能吸收（入渗）大部分，成为土壤水、地下水；大雨时（高於每小时30毫米）部分降水成为河川直接迳流（direct run-off or quick flow）的一部分，流注河川或海洋。降雨後，地面吸收不了的雨水通常会在地面上形成漫地流（overland flow），然後汇集於水系河川使河水上涨。地面吸收的雨水也会因蒸发散（蒸发和蒸散作用）而返回大气中。
重要的是，雨水（降水量）到达地面之後，无论是地面上流动（漫地流、溪涧、河川水流等）或滞留（水库、堰、湖泊、沼泽、洼地积水等），甚至在地面下流动（土壤水、地下水流等）或滞留（地层中较长期滞留的化石水、地下水库等），在其於蒸发散而消失之前均为水资源之范畴。人类可以在此阶段的水循环过程中，以影响环境最少的方式，作水资源开发利用。此部分的水资源是可更新或可再生的水资源。
台湾的降水量（precipitation, P），长期（大於30年）平均值约为年平均2,500毫米（mm/yr，水深单位），乘以台湾面积约36,000平方公里（km2），可换算成约900×108立方公尺（m3/yr ）。
这些降水量在台湾岛上流动或滞留期间，部分会有植被截留（未到达地面的降水）蒸发，溪涧、湖泊、沼泽、湿地、积水等水体的蒸发、地面蒸发、土壤水外渗（exfiltration）蒸发，地下水也会因毛细管作用上升而蒸发，以及植物蒸散而损失回大气中；依据水利署的估算，蒸发散总量约为降水量的23%-25%。中央气象局以桑士伟法（Thornthwaite method）计算实际蒸发散量(actual evapotranspiration, ETa)，估计是降水量的29%。
概言之，全台湾降水量的长期年平均值约为2,500毫米或900亿立方公尺，实际蒸发散量的长期年平均值约为730毫米或263亿立方公尺，其余的降水量（更新水资源量）在地面上或地面下流动，称为总迳流量，长期年平均值约1,770毫米或637亿立方公尺。此总迳流量就是台湾的最大水资源量或水资源蕴藏量，是可更新水资源。（图1）
贰、河川群与汇集迳流
一、河川群
从台湾的地表形态或立体地图，可明显看出多条北北东—南南西方向的山系。台湾年约900亿立方公尺的降水量分流到各河川流域，各流域内又受到地形、地质的影响而有不同的地面水迳流和地下水迳流，也不断地有不能避免的蒸发散。本文先从台湾的重要山系来概观河川群，再举例说明流域内地形地质影响迳流的情形。
台湾岛上降水量分流的重要山系为中央山脉、雪山山脉和阿里山山脉。中央山脉北起苏澳，南止於恒春，西以梨山（匹亚南）断层与雪山山脉为界；雪山山脉北起三貂角，南迄玉山，东至梨山断层；阿里山山脉北起浊水溪南岸，南迄高雄澄清湖附近的考潭，东界为浊水溪支流的陈有兰溪和高屏溪的支流旗山溪。所以台湾的河川群可以分为：
（一）雪山山脉西侧河川群：包括淡水河、凤山溪、头前溪、中港溪、後龙溪、大安溪等，流注台湾海峡。
（二）阿里山山脉西侧河川群：包括北港溪、朴子溪、巴掌溪、急水溪、曾文溪、盐水溪、二仁溪等，也流注台湾海峡。
（三）中央山脉西侧河川群：包括北部的兰阳溪流域流注太平洋；中部的大甲溪、乌溪、浊水溪等流注台湾海峡；南部的高屏溪、东港溪、林边溪等流注南海。
（四）中央山脉东侧河川群：包括和平溪、立雾溪、三栈溪、美仑溪、花莲溪、秀姑峦溪、卑南溪等，流注太平洋。
二、迳流汇集情形
河川流域受地形上山脉岭脊的连线所控制，此岭线称为分水岭，分别形成集水区。集水区有山地、丘陵地等河川源流区的小集水区，有大支流的较大集水区，更有以河口为准的整个河川流域的集水区。小集水区到整个流域内的迳流再受地形、地质的影响，其地面上下水源汇集的流场不同。
参、台湾各水资源区特徵
经济部水利署将台湾分为北、中、南、东4个水资源区，俾利水资源的规画、经营与管理，各分区的特徵分述於下：
一、北部水资源区
指新竹县、宜兰县以北的台湾北部，包括台北县市、桃园县、新竹县市、宜兰县和基隆市。水资源蕴藏量年平均约有150亿立方公尺，主要分水岭雪山山脉两侧的水文特徵显然不同：
（一）雪山山脉以西
有台湾第三大河川淡水河，并在其下游冲积成台北盆地地下水区。其他尚有台北县的双溪、磺溪等流注东海；桃园县的南崁溪、社子溪等浅山性河川（河川短小，迳流量小）流经更新世地层（台北断层以西）的西北台地地下水区，年平均约有4亿立方公尺的永续性出水量 ；新竹县有凤山溪、头前溪、客雅溪等，在新店断层、竹东断层以西形成第四纪地层的新竹（新苗区北部）地下水区，年平均约有1.5亿立方公尺的永续性出水量。
北部水资源区人口众多，有九百多万人（约占台湾40%）的生活用水、产业用水的需求。目前翡翠水库供应大台北地区的各种用水；石门水库供应西北台地的用水。石门水库因无排砂设施，1964年完成以来底部已淤积多量泥砂，豪大雨、台风时洪水流入可能掀动底泥，使库水混浊影响净水处理而发生缺水现象，有待另辟水源补救。此外，有西势、新山水库供应基隆地区的用水；宝山一、二水库、大埔水库等地供应新竹用水。台北盆地、西北台地、新竹地区等可提供每年7-8亿立方公尺的地下水资源的永续性出水量，唯抽水量不宜超过每天2毫米（相当於每天每平方公里2,000立方公尺）。
（二）雪山山脉以东
以兰阳溪流域及其下游的宜兰平原地下水区为最重要。兰阳溪在中央山脉北端多雨区，年平均迳流量高达27亿立方公尺，宜兰平原地下水的永续性年平均出水量约为2亿立方公尺，与台北盆地相当，但宜兰县人口不足50万人，工业发展不多，是水资源过剩区，所以只需拦河堰提高水位便於引水即可。
宜兰平原南部的丘陵山地是中央山脉北端，其迳流量影响到兰阳溪南岸的罗东溪、冬山河、新城溪等水流及苏澳北侧龙德工业区用水的来源，并与中央山脉北端迳流关系密切。此外，宜兰平原西侧和南侧多冲积扇的河川搬运物堆积，地势较高，所以铁路线以西的地面标高均在5公尺以上，雨水、河水、灌溉水等容易入渗使地下水位高，而铁路线以东地面标高多为 2-3公尺，地势低平，沿海更有沿岸沙洲，标高多在10公尺以上，阻挡迳流流注太平洋，因此容易淹水。经多年的河川整治，已有改善。
（三）大屯山区
大屯山区在雪山山脉以西，是台湾最大的火山水文区，本区水资源与雪山山脉西侧迳流无关。阳明山国家公园的年平均降水量约4,000毫米（年平均3,936毫米），大屯山附近有5,000毫米以上的纪录，因大屯火山汇系火成岩（以安山岩、碎屑岩、凝灰岩为主）覆盖在第三纪以前的固结岩层之上，此火成岩裂隙多，碎屑岩、凝灰岩透水性好，所以雨水入渗量大（大多每天2毫米以上），在第三纪地层之上形成火山地下水体，以泉水、涌泉等方式在山麓流出地面，形成放射状水系；有玛鋉溪、员潭溪、北磺溪、阿里磅溪、老梅溪、八连溪、大屯溪、公司田溪、磺港溪、南磺溪、双溪等，终年甚少断流。目前故宫博物院西北侧、双溪北岸、天母东路的山麓、烘炉山、面天山西侧，自碧湖经水梘头转北新路北上，到北新庄的沿路两侧尚多泉水、涌泉流出地面，出水量大的可达每日数万吨。
二、中部水资源区
指苗栗县以南、云林县以北，中央山脉以西的部分，包括苗栗县、台中县市、彰化县、云林县和南投县。水资源年平均蕴藏量约160亿立方公尺。自北而南有中港溪、後龙溪、西湖溪、大安溪（以上在雪山山脉以西），大甲溪、乌溪、浊水溪（以上在中央山脉以西）等，均流注台湾海峡。本区的水文特徵以大致南北向的车笼埔断层为界，东西两侧的水文特徵大不相同。车笼埔断层因1999年的集集地震（九二一地震）而受到重视，是第四纪地质区与第三纪以前固结地层区的分界。
（一）车笼埔断层以东
中央山脉岭脊以西到车笼埔断层是第三纪以前固结岩层为主的分布区，其风化层和部分沉积层形成局部水流系统，大部分地面上下水流汇集於浊水溪（年平均约55亿立方公尺）、乌溪（年平均约37亿立方公尺）、大甲溪（年平均约25亿立方公尺）等的中上游源流区。迳流量大，砂石搬运量也大，均在各溪流下游（车笼埔断层以西）形成冲积扇。水资源开发方面有中港溪水系的剑潭、东兴等水库、後龙溪的明德水库、大安溪的鲤鱼潭水库、大甲溪上的德基、谷关水库和石冈坝、浊水溪上的雾社、万大（武界）、日月潭和集集拦河堰等。值得注意的是大甲溪上的德基水库和谷关水库，经青山坝、天轮坝分别供应水力发电，是水力开发。没有石冈坝调节发电尾水，并引水供应各种用水时，并非水资源开发。浊水溪流域上有雾社水库、万大（武界）水库、日月潭水库等，均为发电用的水力开发。没有集集拦河坝调节发电尾水，并以共同引水方式（集集共同引水）供应各种用水时，也不是水资源开发。此外，第三纪以前固结岩层为主的地质区，属各河川中上游的源流区，其风化层多雨滴溅蚀，豪大雨时更有崩塌、土石流等提供砂石资源。经由局部水流系统的汇集，崎岖山地丘陵地的河川坡度大、迳流量大，河水搬运力（通称推移力或扫流力）亦大，向各河川下游搬运砂石，到车笼埔断层西侧的第四纪地质区时，因地层透水性好，河水容易入渗使河水量减少，也因较平坦而河道变宽，水流变浅（推移力变小）等因素，河川搬运力减少，使砂石大量沉积。所以有浊水溪、乌溪、大甲溪、大安溪冲积扇等分布在车笼埔断层的西缘。
（二）车笼埔断层以西
此断层以西均为第四纪地质区，也是台湾中部的主要地下水区，包括北起苗栗区（新苗区南部）台中区、浊水溪冲积扇等地下水区。苗栗地下水区在中港溪、後龙溪等下游的苗栗县境内。有河谷平原、台地性（更新是地层覆盖）丘陵，年平均出水量少约1亿立方公尺。台中区在车笼埔断层以西的台中县境内，包括后里、大肚和八卦台地、台中盆地和沿海平原（大安溪和大甲溪下游）因为有台地，有盆地，有平原，是多元性地下水区，其永续性出水量年平均约6亿立方公尺。
浊水溪冲积扇地下水区在本区的南部，是台湾最大的冲积扇，也是最丰富的地下水资源区（地下水库，年平均约13亿立方公尺）。浊水溪冲积扇所呈现的是断层以东的河川中上游源流区，风化层上的面状雨水侵蚀（多泥）、崩塌（豪大雨时大量入渗水、孔隙压力增加、重力等因素所造成）提供砂石及水流，搬运到断层以西的平坦地後，河水大量入渗（二水铁桥以下入渗量年平均约6亿立方公尺）、流量减少、河道增宽、水深浅而水流平缓等，河水搬运力减弱，使砂石大量沉积的情形。集集拦河堰又称集集共同引水，供应浊水溪北岸（彰化县部分）的八堡圳、北岸连络渠道等，也供应浊水溪南岸（云林县部分）的斗六大圳、浊干圳、引西圳、工业用水专用水路等，开发水资源量可达年平均15-21亿立方公尺。此外乌溪流域的水资源蕴藏量年平均多达37亿立方公尺，除能高大圳不稳定的引水外，尚有大量水资源待开发。
三、南部水资源区
指中央山脉以西、北港溪以南的广大地区，包括嘉义县市、台南县市、高雄县市和屏东县，水资源蕴藏量年平均约有160亿立方公尺，其中约一半集中在高屏溪流域和屏东平原。水文特徵上，大致以阿里山山脉为界分为东西两部分。
（一）阿里山山脉以西
河川自北向南有北港溪、朴子溪、八掌溪、急水溪、曾文溪、盐水溪、二仁溪、阿公店溪、高雄川等，均为发源於阿里山山脉西侧的浅山性河川水系。阿里山山脉多泥岩质地层，其风化物、崩塌砂石等经雨水侵蚀、水系河川搬运後，散布在平坦的西南平原，因此平原上的第四纪地层透水性不佳。虽然有众多河川和平原，凿井时出水量与西北台地差不多，地下水资源不多。
习惯上将北港溪以南、二仁溪以北的嘉南水利会灌溉区称为嘉南平原；二仁溪以南的高雄县市部分称为大高雄区。嘉南平原因有曾文水库蓄水（约6亿立方公尺），乌山头水库调节水源，再由南北干线输水配水，更有南化水库（在曾文溪流域）供水，也有兰潭、仁义潭、鹿寮溪、白河、德元埤、尖山埤等小水库可调节用水，除非严重乾旱年，并无水资源利用问题。至於嘉南大圳南北干线以东的丘陵地用水，目前仍以山涧水或山泉水为主，乾旱年受影响大。
大高雄地区只有阿公店、澄清湖、凤山等小水库可调节用水，除了依赖南化水库能扩大供水范围及於本区，也自高屏溪的九曲堂、高屏溪拦河堰等引取水质不佳的水，是台湾最严重的缺水区。因其范围包括高雄市而受到重视。
（二）阿里山山脉以东
北起玉山国家公园南侧，东止於中央山脉岭脊，绝大部分地区在高屏溪流域内，是台湾水资源蕴藏量最大的水系（年平均约79亿立方公尺）。屏东平原东港溪流域以南的屏东平原东南部不属於高屏溪流域，属於林边溪流域。东港溪下游沿海以往多湿地、地下水水位高，多涌泉，由於日治时期为解决此水患，於1930年代将东港溪上游的隘寮溪自山麓的三地门筑堤改道流注荖浓溪，使东港溪成为断头河，也成为屏东平原的地下水流出区。隘寮溪冲积扇的扇端涌泉区直达东港溪河道。东港溪以南的屏东平原东南部到沿海地区，大部分属林边溪流域，因林边溪及其支流力力（里）溪均在潮州断层西侧，分别形成林边溪冲积扇和力力溪冲积扇，林边溪冲积扇扇端的涌泉区也直达东港溪河道。力力溪冲积扇的扇端涌泉区直达屏东沿海的林边、佳冬、枋寮等地。总之，高屏溪流域和屏东平原是台湾水资源蕴藏量最多（年平均大於80亿立方公尺）的区域。
四、东部水资源区
指中央山脉以东、和平溪以南的地区，包括花莲县和台东县，水资源蕴藏量年平均约150亿立方公尺，迳流量分别由和平溪、立雾溪、三栈溪、美仑溪、吉安溪、花莲溪、丰滨溪、秀姑峦溪、卑南西、利嘉溪、知本溪、金仑溪、大武溪等汇集後流注太平洋，明显的地表景观是花东纵谷和纵谷两端的小平原。
（一）贯穿三大水系的花东纵谷
中央山脉为欧亚大陆板块，海岸山脉为菲律宾海板块，因菲律宾海板块每年向西推移约数公分，两板块接触的地方形成花东纵谷板块缝合带。因中央山脉和海岸山脉均为透水性不良的固结岩层，只有纵谷缝合带是豪雨、台风、地震等引起崩塌砂石的堆积区，再经花莲溪、秀姑峦溪和卑南溪三大水系的水流搬运、河川均夷作用等，以及人为开发搬走巨石、大砾石、客土等的开垦，而成为今日的花东纵谷景观。此纵谷区的堆积层厚度至少有数十公尺，最多有数百公尺。纵谷西侧（中央山脉东缘）有众多冲积扇，花莲溪水系的支流有木瓜溪、寿丰溪、万里溪、马鞍溪等冲积扇；秀姑峦溪水系的支流有红叶溪、丰坪溪、乐乐溪、仑天溪等冲积扇；卑南溪水系的支流也有新武吕溪、鹿寮溪、鹿野溪等冲积扇，都是纵谷平原的地下水补注区。所以纵谷区的地下水资源丰富（年平均约5亿立方公尺）因纵谷人口不多，花东两县人口合计少於65万人，是水资源过剩区。
（二）纵谷两端的平原
纵谷北端为花莲平原，范围包括新城乡，南迄寿丰乡北部，花莲市中心在美仑溪冲积扇上，吉安乡和寿丰乡在木瓜溪冲积扇上，地下水资源丰富，有待开发。因美仑溪、木瓜溪等均流经过中央山脉的大理石（变质石灰岩）区，水中碳酸氢钙Ca(HCO3)2含量高，所以河水、地下水煮沸後，容易有碳酸钙CaCO3沉淀（Ca(HCO3)2 → CO2 + CaCO3 + H2O)）。东华大学在木瓜溪冲积扇的南缘，不会有水资源量的问题，因地下水位高（扇端附近），尚多池塘湿地。
纵谷南端为台东平原，北起海岸山脉南端的卑南溪南岸，南迄知本溪下游，有太平溪和利嘉溪的联合冲积扇和知本溪冲积扇，区内地下水资源丰富。台东市区到知本溪北岸，主要温泉分布在知本溪沿岸，溪南属太麻里乡，多温泉山庄、温泉大饭店，溪北属卑南乡，温泉饭店较靠近省道台九号公路，出入较方便（易达性高）。新知本溪桥以东为知本溪冲积扇，也有较多地下水资源可供利用。所以尽管卑南溪流域因长期不下雨而接近断流，只要充分利用台东平原的地下水资源，应可顺利度过旱季的用水问题。
参、结语
水文总论探讨的重点是陆地上的降水（雨、雪等），及其因蒸发散逸散至大气层及流注海洋之前，在地面上流动（漫地流、河川等）或滞留（湖泊、湿地等）和地面下流动（地下水、土壤水等）或滞留（地层中的天水）的总流量，或水资源蕴藏量的水循环阶段中，分别究明其流动速度及其控制因素、及与环境之间的关系、以及滞留时间的长短等，做为人类生存发展所必须的水资源开发之参考。
地理学重视天然的水文景观如河川、湖泊、沼泽、湿地、泉水（或涌泉）；也重视人为的水文景观如水库、拦河堰、圳道、水井、温泉等；同时也重视水文景观形成的背景因素如降水特性、蒸发散过程及其影响因素、形成大小集水区的地形条件、滞留时间长短的地形、地质因素，湖泊、沼泽、湿地、涌泉等与地下水位高低的关系，自喷井的有无与受压地下水的关系，水资源开发与环境间的关系等。
参考资料