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地面下的地層,可概分為地層孔隙未被水分完全填滿的不飽和帶(通氣帶)和地層孔隙被水分完全填滿的飽和帶。不飽和帶中的水分可概稱為土壤水,但農業(yè)上習慣把不飽和帶分為土壤水帶(根帶)、中間帶和毛細管帶三部分,這些水分可能在植被進行光合作用時蒸散,或上升到地面蒸發(fā),人類無法直接利用。在此不飽和帶中,有局部透水性差的地層分布時,則會在其上面形成局部凸透鏡狀飽和層,稱為棲留水或棲止水(perc-ed water)。
飽和帶中的水稱為地下水,在地層中不停地由高水位向低水位的方向流動。地下水的流動受地層透水性的影響甚大,透水性好的地層(日平均大於1公尺),如砂層、礫石層,地下水流動較快,稱為含水層;透水性差的地層(日平均約100 ~10-3公尺),如細砂含土、坋土層,稱為滯水層或微透水層;透水性更差的地層(日平均小於10-3公尺),如黏土層,稱為阻水層或難透水層。
接近地面的含水量又稱作自由含水層(unconfined aquifer),滯水層或阻水層以下的含水量則稱作受壓含水層(confined aquifer),以滯水層或阻水層為其加壓層。有的受壓含水層鑿井時,井水會流出地面,稱為自噴井或自流井。當受壓含水層鑿井抽水後,水位(及水壓面)會下降,尤其在大量抽水時,加壓層中的地下水會滲漏或脫水流入含水層,使加壓層的厚度減少,呈現(xiàn)地面下降的「地盤下陷」(或地層下陷)。
相同地下水位高度的連線,稱為地下水位等高線,由自由水位所形成的區(qū)域面稱為地下水面,由受壓水位所形成的區(qū)域面稱為受壓水面(壓力水面)。地下水面與地面接觸的地方,常有泉水或涌泉;受壓水面高於地面的地方則常有自噴(流)井。地面凹槽的水系河川,常深入地下水面,人們所看到的河川水流匯集的逕流,大雨來時自地面逕流,不下雨時來自地下水,地下水在地面下流動緩慢,可調節(jié)河川一旬、一月、一季甚至半年的河水量,地下水一旦流出地面或流入水系河川,流速可從每天公尺變成每秒公尺,造成水資源在陸地上滯留時間的改變。
-的主要地下水區(qū)(指單一水井,每天出水量大於100立方公尺)分布在河川下游或沿海的第四紀地質區(qū),包括:臺北盆地、新苗地區(qū)、臺中地區(qū)、濁水溪平原、嘉南平原、屏東平原、宜蘭平原和花東縱谷共9區(qū),面積約1萬平方公里,永續(xù)性出水量年平均大於40億立方公尺,因全球各地抽水量日平均大於2公厘(每平方公里2,000立方公尺)的地方大多會造成地盤下陷的地下水災害,除非該地的地層全部為礫石層,無形成地盤下陷的泥質加壓層。臺北盆地、云林沿海、屏東沿海等地都曾經發(fā)生超過2公尺的地盤下陷量。
中文關鍵字:水資源 , 地盤下陷 , 井水 , 泉水
英文關鍵字water resources , ground subsidence , well water , spring water
參考資料
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