地表地下水整合數值模式於地下水資源管理應用之研究(3/3)

簡介

地下水資源為台灣地區重要之供水來源之一，其中地下水資源使用較頻繁之濁水溪沖積扇與屏東平原沖積扇，近年來已面臨超限利用、甚而導致地層下陷與地下水環境劣化等議題。因此本計畫主要利用地表地下水耦合模擬模式應用於地下水資源潛能評估，雖然地表水與地下水之交互水體傳輸密不可分，但其水文特性卻存在極大差異，加上台灣地區降雨時空豐枯不均且新水源開發不易且受限，如何有效運用地表水與地下水資源的不同時空尺度之水文特性，為維持水資源永續經營之首要任務。本計畫105年度以濁水溪沖積扇與屏東平原為研究區域，首先針對屏東平原進行水文循環分析，針對近10年之豐枯水年期分析屏東平原水文循環(降水、河川水位、地下水等)特性，探討地下水對降水之時空變化特性，以及分析地下水對水文極端事件之敏感度；接著進行人為抽取地下水之衝擊性評估，利用整合地表地下水數值模擬工具，模擬屏東平原在完全無人為抽取地下水干擾之長期地下水變動趨勢，探討人為抽取地下水之長期影響特徵；接著再以季節性預報在地下水管理應用之角度，使用前兩年所建置之整合性地表、地下水WASH123D數值模式，結合季節性預報(未來1至3個月)結果，分析濁水溪沖積扇與屏東平原枯水期地下水資源管理應用策略；最後則是針對屏東平原海水入侵進行評估，使用屏東平原地下水數值模式，探討屏東平原豐枯水期之海水入侵時空變化差異，協助屏東平原地下水海水入侵相關議題防治規劃。
由屏東平原長期水文特徵分析結果顯示，年降雨時空上並無太大變化，年溫度與潛勢能蒸發散量則有顯著上升趨勢，而年地下水位空間上呈現西升東降趨勢，變異點前下降區域與佳冬、枋寮及林邊鄉等地層下陷位置大致吻合，而各含水層總體而言自1998年至今呈現下降趨勢，顯示人為抽水已明顯影響屏東平原地下水位之自然變動趨勢。另外由屏東平原月尺度水文分析結果顯示，月地下水位與區域降雨之交互相關性明顯由扇頂朝扇尾遞減，月地下水位與河川水位的交互相關性較侷限於河川水位鄰近範圍。並由極端降水事件分析結果發現，小時地下水位變動反應於颱風事件短延時、強降雨之延遲相當短，交互相關係數也相當高，推論應為靜壓累積所造成；而小時地下水位變動反應於梅雨事件長延時降雨之延遲就較長，交互相關係數也較低。另外由無人為抽取地下水之分析發現，屏東平原整體地下水水位呈現東北-西南方向分佈，在持續枯水期開始約2至4個月後，觀測值與模擬植即有顯著之差異，而在6月份開始降雨發生後，全區整體地下水位皆補注抬升，顯示降雨後兩者之地下水位皆受到有效補注抬升，無人為抽取之模擬值與有人為抽取之觀測值相近。由屏東平原長期抽水之地下水補注特徵分析得知，考量人為抽水之影響後，發現模擬抽水影響最大之區域與地層下陷區大致吻合，模擬結果顯示林邊溪上游區域之人為抽取將造成沿海區域側向補注減少。
季節性預報整合集水區數值模擬應用已完成整合，可應用於推估未來三個月的地下水情勢，以4、5、6三個月模擬成果為例，連續三個月偏低的降雨會比連續三個月偏多的降雨，在濁水溪沖積扇地下水水位會出現在5公尺以內的衝擊，屏東平原地下水位則會出現1公尺以內的衝擊。

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