水情吃緊 中大發現桃園這每年出流半座石門庫容量的地下水
中央大学有关地下水出流现象研究,成果刊载于水文学杂志Journal of Hydrology:Regional Studies顶尖期刊,应地所副教授王士荣(左)。图/中央大学提供
水情吃紧,桃园石门水库目前水量仅约7131万吨,蓄水率34.75%,不过中央大学研究团队于新屋绿色隧道海岸线TaiCOAST临海工作站,发现地下水出流现象非常强劲,每年出流量达1亿公吨,相当半座石门水库容量,这项成果刊载于新一期「水文学杂志」Journal of Hydrology: Regional Studies顶尖期刊,未来可进一步研究探讨如何适度使用不会造成环境危害。
台湾年降雨量约2500毫米,约为全球平均的3倍,但因台湾地形梯度较大,60%流入海洋,只有5%在含水层,尽管降水量高但水资源有限。中央大学地球科学学院应用地质研究所教授倪春发和副教授王士荣、水文与海洋科学研究所教授李明旭、钱桦及副教授黄志诚、地球科学学系教授颜宏元和陈建志等人,共同自2021年开始在新屋的海岸带地下水出流量调查。
中央大学应用地质研究所倪春发教授表示,海岸带地下水出流为地下水直接流进海洋的自然现象,普遍存在于世界各地。TaiCOAST临海工作站发现即使在2021年大旱期间,遭遇台湾56年来最严重的缺水危机,出流量仍相当丰沛。
倪春发说,桃园为台地地形,当初预期海岸线会有地下水出流,但一般海岸线地下水出流地方会有盐水楔,不过桃园因地形关系跟古大汉溪冲积,发现新屋海岸带地下水出流量丰沛,盐水楔被推到外海100至200米,在海滩上面的井是淡水出流的自留井。
研究团队透过钻井深入地下100公尺,发现打出的仍是淡水,透过数学模型计算流速和面积累加,发现新屋地区的海岸带地下水出流量每天可达30万公吨,1年高达1亿公吨,相当半座石门水库容量。近年来调查结果更发现,新屋区往北海岸出流量有更高潜势,显示桃园海岸带整体地下水出流量更为可观。
应用地质研究所副教授王士荣说,原先想说因新屋台地地形、水利梯度大,才有大量地下水,后来其他成员发现新竹没有,这个特征在桃园强劲,可能因桃园海岸线水文地质特性佳,加上透水能力好,才使出水量大。最近也展开新研究议题,想了解水从哪来,也做一些分析去追踪水的来源,目前还没明确,初步看不是从埤塘入渗,加上新屋河川短,量大原因可能不只从河川来,有可能跟大汉溪河道有关,但目前仍不明确,未来朝这方向认定。
王士荣表示,虽然发现地下水出流量资源丰沛,但如何汲水开发,不致造成海水入侵和地层下陷,涉及政策、科学和工程等多重挑战,还需兼顾出海口生态平衡,才能造福国家社会。
中央大学TaiCOAST潮间带自流井(O1~O3)照片与位置,地下海水(左侧)与地下淡水(右侧)交互作用模拟结果。图/王士荣提供
中央大学临海观测站100公尺试验井钻探、设井及地电阻与温度光纤监测设备安装。图/倪春发提供