澎湖地區地下水海水入侵與防治措施評析

簡介

本計畫之目的為蒐集調查澎湖地區地下水水文、使用狀況與地下水鹽化情況，透過水文、地質與水質資料建立澎湖本島三維地下水水流模式與溶質傳輸模式，進行地下水鹽化情況及改善方案模擬，最後針對澎湖地區地下水鹽化區域規劃可能保育策略，以確保地下水永續利用之目的。工作項目為蒐集國內歷年澎湖地區地下水鹽化相關研究成果以及澎湖地區基本資料彙整，並針對澎湖地區水質補充調查項目提出建議以及辦理調查工作，搭配基本資料蒐集與水質調查分析結果協助建立澎湖地區三維地下水流模式及溶質傳輸模式，藉由模式分析海入侵邊界及提出防治效益評估，最後配合國際研討會的舉辦邀請2位國際專家來台進行交流與座談。
本計畫透過澎湖地區基礎資料的蒐集及彙整，可歸納出3點計畫區域所面臨之問題，分別為「淺層與深層地下水鹽化機制釐清」、「地下水鹽化特性」、「地下水管制區與地下水鹽化空間分布」。因此，本計畫團隊藉由地下水現場採樣調查分析及三維地下水流模式建置釐清此3點問題，並透過澎湖地區目前供需條件，提出地下水減抽方案，達到防止海水入侵之目的。現場採樣的部分，本計畫已完成枯、豐水期共45口次之地下水水質補充調查，透過水質分析結果將澎湖地區地下水鹽化成因分為三大項，分別為「海水入侵」、「受殘留於封閉地層之古海水鹽化之行為」及「地層釋放鈣、鎂離子產生鹽性物質使地下水鹽化行為」。為了分析地下水與地面水的關聯性，本計畫增加採集澎湖地區氫氧同位素資料，並匯集歷史澎湖地區氫氧同位素資料繪製淺層、深層地下水雨天水間之關係圖，有助於判別地下水的補注來源和地下水的分區之依據。
將上述工作項目所判釋的結果提供三維地下水水流及溶質傳輸模式建立之參考。為增加澎湖地區地下水水質空間分布資料，以提供地下水管制區範圍檢討相互比對驗證參考之用，本計畫透過數值計算方式，模擬海水入侵邊界，並依深度繪製氯鹽濃度分層等值圖。
在海水入侵防治措施評析的部分，由於澎湖地區地表水資源並不豐沛，也無天然河道貫穿，不利於利用補注井(池)進行防治，因此，減低對地下水的依賴並減少地下水抽取量成為澎湖地區防止海水入侵有效且經濟的選項。本計畫根據澎湖地區目前供需條件，將地下水減抽方案依照減抽量概念化分為二，第一為全區減抽10% (1,280噸/日)，第二為全區減抽20% (2,558噸/日)，利用預測各年度海水入侵差異值說明各減抽方案對於控制海水入侵的效益，並以「年改善海水入侵量」做為指標，同時透過「改善率」量化改善的成果。減抽地下水對於地下水位的抬升有絕對的助益，因此各區域於民國110年對於海水入侵的改善率皆呈現正成長。為防範枯水年因地表水缺乏的情況造成地下水使用量升高，本計畫納入豐枯水情境配合減抽方案預測地下水位波動及氯鹽濃度的增減，探討豐枯水年海水入侵量的差異，由於豐枯水年情況差異甚大，且一般交替出現鮮少連續長期發生，因此僅模擬一年的結果加以預測。預測的結果顯示枯水年需特別注意淺層含水層地下水的抽取量，以防海水近一步入侵。
本計畫為增進與國際接軌之契機，邀請2位於水資源領域具國際聲望的學者擔任2016 ICHE (12th International Conference on Hydroscience & Engineering)研討會的主講人，並特別安排4位專家學者前往水利署台中辦公室分享關於都市防洪及氣候變遷對世界水資源未來發展規劃等議題，透過一系列的專題演講，可提供我們有別於以往解決問題的思考方向，相信對於水利相關從業人員無論是在規劃、研究、教學及工程上都有莫大的助益。

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