地層下陷解析…

●地層下陷解析●
超抽地下水 地層下陷救不回

【聯合報╱記者鄭朝陽】2010/05/24

中南部地層下陷惡化，再度引發外界對高鐵安全的疑慮，成千上萬口地下水井是導致地層下陷的禍首，但令人好奇的是：為何地下水流失、土地一下陷，再也回復不了？

私設水井釀禍：中南部大量養殖魚塭和農田私設的水井，年年超額抽用地下水，是地層下陷主因。 圖／陳敏明提供

「超抽地下水造成土地下陷，是永不復返的變化。」淡江大學水資源管理與政策研究中心主任虞國興斬釘截鐵地說
，即使停止抽用地下水，讓地下水位逐漸趨於穩定，地層沈陷也不會立刻中止。

他解釋，地下水不是儲存在地底下某一個大水池裡，而是存在於土壤和土石顆粒之間的孔隙，地表也靠地層中的水與土壤、岩石顆粒共同承擔荷重，地下水一旦被抽走，水位下降，土壤間的孔隙也會變得緊密，若超過一定時間沒有回補到原來的水位，原來水所承載的重量會轉移給岩石顆粒承擔，地表的沉重壓力就會往下壓，壓到含水層的土壤變得很緊實。

虞國興表示，這時土壤結構孔隙大都消失了，就算想補注水，也沒有空間可以容納，當然無法靠水的力量把沈重的土地再撐起來，不像海綿擠出水後能再吸水，致使地層下陷後再也回不到原狀。

中央研究院地球科學研究所研究員汪中和說，這些因「失血」而嚴重「內傷」的土地，從此只有向下沈淪，再無向上提升的機會。

假設某地區因超抽地下水導致地層沉陷10公分，當發覺異狀時，立刻採取停抽和補注地下水等措施，情況不會立刻改善，之後這段沉陷稱為「殘餘沈陷」，期間有多長，端看地下水保育和當地地質條件而定。

追根究柢，過度抽用地下水，是造成地層下陷、萬劫不復的禍首。

台灣每年藉雨水補注地下水的水量約40億噸，民國70年以前，地下水抽取量大致不超過這個補注量。隨著沿海養殖漁業的發展、工業區大量開發，養殖和工業用水急遽跳升
，地下水也因此造成「大失血」。

民國82年曾創下地下水被抽掉71億噸的「歷史天量」，相當於12個滿水位的翡翠水庫容量。過去10年，政府雖然積極管制超抽地下水，但每年超抽地下水仍達57億噸，透支17億噸，相當3座翡翠水庫水量。

人們愛抽地下水是有道理的。虞國興說，地下水儲存在數十至數百公尺的地表下，溶氧量極低，幾乎處在無菌狀態
，水質遠比地表水潔淨。

因此歐洲如德國等許多國家，飲用水以地下水為主、地面水（河川、湖泊）為輔，和台灣正好相反，卻少聽聞像台灣西南部這麼嚴重的地層下陷災害。

虞國興指出，歐洲抽用地下水遵循「有借有還，再借不難
」的道理，抽用時先計算安全出水量和必須補注的時間，例如某城市全年只能抽一億噸地下水，且必須在一年內回補完畢，就必須在限期內回補，否則缺水的地層將因為缺乏地下水的支撐而產生下陷。

以德國漢堡這個靠地下水生活的城市為例，政府做好地下水抽用的總量管制計畫，連營建工地地下開挖產生的地下水都要回收，這些水透過公共管線集中送到上游的地下水補注區，注入地下水脈，讓地下水不斷循環再利用。

虞國興說，水往低處流，補注地下水要找入滲條件佳的地質和區位，像砂質土壤入滲效果好，在地下水脈上游補注比下游抽用區效果要好，不過，地下水流速緩慢，一滴雨水下在上游的補注區，或許得經過數年或數十年才會抵達下游地區，這也是地下水不能揮霍之因。

上文↑《地層下陷解析／超抽地下水 地層下陷救不回》源自【20100524聯合報a3新聞中的科學】


●台灣正受害●
海水入侵 土壤、地下水鹽化

2010/05/24【聯合報╱記者鄭朝陽】

屏東林邊鄉地層下陷情形嚴重，站在路面上，一伸手就能摸到屋頂。 聯合報資料照片／記者林順良攝影

台灣西南沿海地區超抽地下水，造成嚴重地層下陷
，除了房屋沈陷、變形，遇海水漲潮、下豪大雨容易淹水之外，還會帶來另一種可怕的災害：土壤和地下水被海水入侵而鹽化
。
地層下陷區的地面低於海平面，每遇颱風豪雨來襲
，很容易引發海水倒灌，近幾年更曾發生一場午後大雷雨導致水深及膝的慘狀，這些住在「低漥」地區的民眾過著見雨即愁的日子。

沒想到，土壤和地下水鹽化讓他們愁上加愁，因為地下水位降低後，海水水位高過陸地的地下水，因此有了入侵機會，泡了海水的土壤鹽化，失去了種植的經濟價值，許多沿海下陷區農民，頓失了生計依靠。

另外，鹽化的地下水也失去飲用水功能。中研院地球科學研究所研究員汪中和說，深埋於地層下的地下水，是地球住民的「救命水」，一遇災難或乾旱等異常天候，它便成了萬民生養所需；以 921大地震為例，震災區的台中、南投一帶，自來水系統在地震中遭致嚴重損壞，當時便靠地下水紓困、救難，一旦遭海水破壞，危機出現就難救命了
。
汪中和解釋，海邊的地下水（淡水）和海水（鹹水）連通
，淡水比重較小（海水與淡水的比重約41：40），水壓比不過鹹水，由於陸地上的地下水位高於海平面，因此累積的總水壓能與鹹水抗衡，鹹水因此無法長驅直入地下水層
，與淡水維持平衡的界面。

但超抽地下水之後，淡水水位下降，水壓也隨之減少，原本的淡鹹水壓力平衡被破壤，鹹水有機可乘，侵入貯存淡水的地層
，除了造成井水抽出鹹水之外，地層及土壤也被鹽化，使得地表植物及耕作受到極大的損害；而根據水壓換算，地下（淡）水面每下降１公尺，地下鹹水面就會上升40公尺
，可見影響嚴重。

上文↑《台灣正受害／海水入侵 土壤、地下水鹽化》源自【20100524聯合報a3新聞中的科學】


ABC必學單字大閱兵

2010/05/24【聯合報╱記者鄭朝陽】

groundwater 地下水

land subsidence 地層下陷

severe land subsidence area 嚴重地層下陷區

groundwater recharge 地下水補注

salinization 鹽化

延伸閱讀

上文↑《ABC必學單字大閱兵+延伸閱讀》源自【20100524聯合報a3新聞中的科學】

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