台灣地下水資源使用與水質現況 - National Chiao Tung University · 2019-03-27 · 2005...

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2005 水環境教育教師研習活動 台灣地下水資源使用與水質現況 單信瑜 講師服務單位:交通大學土木工程系 電話:03 513 1562 E-mail[email protected] 壹、地下水之分佈與地下水流 一、地下水與水文循環 地下水(Groundwater)顧名思義,就是地面以下的水;然而隨著應用領域的不同,對地下水 的定義就有差異。一般對地下水的定義,是指在地下水面以下,土壤或岩石孔隙中的水。換言之, 埋藏在土壤、岩石的孔隙、裂隙和溶隙中各種不同形式的水統稱為地下水。但是,在科學和工程 上對於地下水的定義是較為嚴格的,通常只有位在地下水含水層(Groundwater aquifer)中的水才稱 為地下水,這些水是可以流通性良好,可以透水人為的方式抽取或者可以自行流出地表。介於地 表和第一層地下水含水層之間的不飽和土壤中的水,因其含水量較小且水分子受到毛細張力作 用,不能順暢流動或藉由人力汲取,所以並不歸類為地下水。 地下水也屬於地球水圈(Hydrosphere)的一部份,屬於水文循環中的一環。水文循環所涵蓋 的範圍上自地面以上平均約 11 公里的大氣對流層頂下至地面以下 12 公里深處的廣大空間。事 實上,地球表層的水由地球內部逸出,經過約 35 億年的積聚和演變,逐漸形成今天的水圈。地 球上現有約 13.9 億立方公里的水(表 1)。海洋水佔全球總水量約 97.2%,是地球水體的主要組 成部分。陸地上的水量雖然只約占全球總水量的 2.8%,但淡水幾乎都分佈在陸地。兩極冰帽及 高山冰川約占 2.15%,此兩者極難成為人類可資利用的水資源。人類實際能夠利用只有剩下的 0.65%,其中又以地下水占大部分,約佔 0.62%;若以人類可取用的淡水來看,排除了冰原和冰 川之後,地下水佔了可用淡水資源的 95.7%,地表水僅佔可用淡水資源的 4.5%左右(圖 1)。 教材大綱 壹、地下水之分佈與地下水流 貳、台灣地下水分區與使用概況 參、地下水水質監測與水質概況 肆、地下水之永續利用與保育 伍、結語

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2005 水環境教育教師研習活動

台灣地下水資源使用與水質現況 單信瑜

講師服務單位:交通大學土木工程系

電話:03 513 1562

E-mail:[email protected]

壹、地下水之分佈與地下水流

一、地下水與水文循環

地下水(Groundwater)顧名思義,就是地面以下的水;然而隨著應用領域的不同,對地下水

的定義就有差異。一般對地下水的定義,是指在地下水面以下,土壤或岩石孔隙中的水。換言之,

埋藏在土壤、岩石的孔隙、裂隙和溶隙中各種不同形式的水統稱為地下水。但是,在科學和工程

上對於地下水的定義是較為嚴格的,通常只有位在地下水含水層(Groundwater aquifer)中的水才稱

為地下水,這些水是可以流通性良好,可以透水人為的方式抽取或者可以自行流出地表。介於地

表和第一層地下水含水層之間的不飽和土壤中的水,因其含水量較小且水分子受到毛細張力作

用,不能順暢流動或藉由人力汲取,所以並不歸類為地下水。

地下水也屬於地球水圈(Hydrosphere)的一部份,屬於水文循環中的一環。水文循環所涵蓋

的範圍上自地面以上平均約 11 公里的大氣對流層頂下至地面以下 1〜2 公里深處的廣大空間。事

實上,地球表層的水由地球內部逸出,經過約 35 億年的積聚和演變,逐漸形成今天的水圈。地

球上現有約 13.9 億立方公里的水(表 1)。海洋水佔全球總水量約 97.2%,是地球水體的主要組

成部分。陸地上的水量雖然只約占全球總水量的 2.8%,但淡水幾乎都分佈在陸地。兩極冰帽及

高山冰川約占 2.15%,此兩者極難成為人類可資利用的水資源。人類實際能夠利用只有剩下的

0.65%,其中又以地下水占大部分,約佔 0.62%;若以人類可取用的淡水來看,排除了冰原和冰

川之後,地下水佔了可用淡水資源的 95.7%,地表水僅佔可用淡水資源的 4.5%左右(圖 1)。

教材大綱

壹、地下水之分佈與地下水流

貳、台灣地下水分區與使用概況

參、地下水水質監測與水質概況

肆、地下水之永續利用與保育

伍、結語

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圖 1 全球水存量分布圖

表 1 各儲水區中水的儲存量

儲水區 百分比 體積 海洋 97.2 1,321,000,000 km3 冰帽與冰川 2.14 29,000,000 km3 地下水 0.62 8,334,000 km3 湖泊 0.009 125,000 km3 河川 0.0001 1,340 km3 鹹水湖 0.008 104,000 km3 土壤水 0.005 65,000 km3 大氣層 0.001 12,500 km3

以台灣地區的水文循環而言,台灣面積 36,000 平方公里,年平均降雨量約 2,500 mm,年雨

量為 905 億噸,年平均蒸發量 197 億噸占 21%,年平均逕流量 668 億噸占 74%,年平均地下水

入滲量 40 億噸占 5% (圖 2)。

圖 2 台灣地區水文循環示意圖

降水 2500 mm

蒸發散 625 mm?

197億噸 (21%)

逕流

1750 mm? 668億 (74%)

補注

125 mm? 40億噸 (5%)

排出

溪流入海

年降雨量約2500 mm

(≈ 800 - 1100億噸)

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水文循環使得地球上各個水體不斷更新,但各種水體的循環週期不同。根據水體的儲量及

參與水循環的數量,可計算出水體的循環週期(表 2);例如,全球河流水量 1,200 立方公里,每

年流入海洋的逕流量 37,300 立方公里,約 12 – 16 天左右循環更新一次;全球大氣水為 14,000

立方公里,年降水量 520,000 立方公里,約 8 – 10 天循環更新一次;海洋每年只有一小部份參與

水循環,循環週期約需 2,500 – 3,800 年。深層地下水則需要 5,000 年循環一次,而淺層地下水也

需要 340 年左右。地下水循環的速度非常慢是因為流動速度緩慢,且與其他水體的交換量小且交

換速度緩慢。

表 2 地球表面各水體的更換週期

水的類型 更換週期 海洋水 2,500 – 3,800 年 深層地下水 5,000 年 淺層地下水 340 年 土壤水 1 年 河流水 12 – 16 天 湖泊水 17 年 大氣水 8 – 10 天 冰川水 10,000 年

二、地下水的來源

絕大部分的地下水來自於降水,當雨、雪等降到地面,一部分成為地表逕流,一部分蒸發

掉了,剩下的部分則沿岩層空隙滲入地下,成為地下水。這種作用稱為『地表補注』。這一部分

的地下水是被涵蓋於水文循環之內的,與大氣和地表水之間循環。另有一部分的地下水則不屬於

水文循環,這是所謂的古海水與化石水(Fossil water)等。

大氣降水到達地面以後,如果雨前土壤相當乾燥,水被土壤顆粒表面吸引力所吸引,形成

薄膜水,可稱薄膜下滲,被土壤顆粒吸附的薄膜水達到最大水量之後,繼續下滲的水分被吸入細

小的毛細孔隙形成懸掛毛管水,這時稱為毛細下滲。當通氣層中的結合水及懸掛毛管水達到極限

以後,土壤吸收降水的能力便顯著下降,如降水繼續進行,這時雨水在重力作用下,通過靜水壓

力傳遞不斷地、穩定地補注地下水。水分在土壤及岩層中下滲的快慢受地面坡度、植物被覆和土

壤鬆密等因素的影響。在坡度大的地方,地面水容易流失而不易下滲;多草木的地面,根的深展

能涵養更多水分;而地層中的地質材料愈細密,水的滲透就愈為緩慢。

下滲到表層物質的水分,或儲存其中,然後被植物的根部吸收;或被直接蒸發。水分較多

時,則在重力作用下,順著地勢在表層內流動,成為表層流(Throughflow)。當有足夠的水下滲時,

這些水分會流經過土壤,持續往下滲流,直到抵達地下水位面(Groundwater table)進入地下水含

水層(Aquifer),便儲存為地下水(Groundwater);或者是在尚未抵達地下水位面就遇到了透水性低

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的黏土層,就棲息於其上,成為所謂的「棲息水」(Perched water),由於這裡所提的黏土層並不

連續,所以這並非真正的含水層。地下水亦會在土壤或岩石中流動,成為地下水流。表層流和地

下水流會直接滲入地表水體或以泉水形式流出陸地表面。

河流對地下水的補注與大氣降水不同,後者是面狀補注,這種補注均勻普遍,而河流是線

狀補注,侷限於河槽周圍。對於地面水來說,補注地下水量的大小,取決於地表水體底部岩石的

透水性,地表水位與地下水位的相對高差,以及地表水與地下水有聯繫地段的長度等等。

地表水與地下水之間的補注,決定於地表水體的水位與地下水單元的關係。以河流為例,

地表水面和地下水之間的補注關係為:(a)山區河流深切,河水位常年低於地下水位,河流起排

出地下水作用。(b)山前地段和河流下游,由於河流的堆積作用加強,河床位置抬高,河水補注

地下水。(c)沖積平原上部,河流與地下水位接近,平水和枯水期,地下水向河流排出;而在汛

期,河水上漲快,地下水上漲較慢,河水反過來補注地下水,地表水與地下水的補注排出關係較

為複雜。

三、地下水之水文地質

土壤和岩石都有大小不等、數量不一的孔隙,孔隙是指鬆散土壤或岩石顆粒與顆粒集合體

之間的空隙;因此土壤與岩石都有一定的含水能力。這些土壤和岩石的孔隙(包括孔隙、裂隙和

溶隙)既是地下水的儲存場所,又是地下水的運動通路。孔隙的多少、大小及其分佈規律,決定

著地下水分佈與運動的特點。裂隙是指固結的堅硬岩石在各種力的作用下形成的空隙;溶隙是指

可溶的沈積岩,如岩鹽、石膏、石灰石和白雲岩等在地下水溶蝕下產生的空隙(空洞)。

水在這些地層中流動的難易有別,因而可將地層按其滲透性可分為透水層與阻水層

(Confining layer)。含水層與阻水層之間並沒有一條截然的界線,它們的劃分是相對的,僅取決於

地層透水性的大小。所謂含水層是指儲存有地下水並在自然條件或人為條件下,能流出水來的土

層或岩層,如砂層、砂礫層等,是地下水貯存和流動的地方。有些岩層和黏土層雖然含水但幾乎

不透水或透水性很低,一般來說導水度(Hydraulic conductivity, 又稱滲透係數)小於 0.001 m/day

的地層稱為阻水層或侷限層,也可稱為不透水層,如黏土、頁岩等。阻水層通常可分兩種:一種

是緻密岩石,其中沒有空隙,既不含水,也不透水;另一種是孔隙度大,但孔隙很小,孔隙中存

在的水絕大部分在常壓下不能靠重力自由流出,因此透水性極低。

地面以下的第一個含水層,通常稱為非拘限含水層(Unconfined aquifer)、自由含水層、或者

是地下水位面含水層(Phreatic aquifer or Groundwater table aquifer)(圖 3);這個含水層中有一個

『地下水位面』,地下水位面是指地下水的上表面邊界,此水位面上的壓力為大氣壓力。若將水

井打到此含水層中,則井中的水位面與地下水位面同高。通常地下水的含水層底部是低透水性的

黏土或岩層,含水層本身則為透水性良好的土壤,如礫石或砂土。在國外也有很重要的含水層是

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由破裂的岩體(Fractured rock)構成,例如在美國的中南部。在拘限層之下,可能還會有好幾層的

含水層存在。以台灣西南沿海來說,在 300 m 的深度範圍內含水層通常有三至五層。

圖 3 地下水之含水層與含水層示意圖

在非拘限含水層以下,被兩層拘限層所包夾的含水層,稱為拘限含水層(Confined aquifer)。

拘限含水層並沒有所謂的『地下水位面』存在。若將水井打到此類含水層中,且井管開口僅位於

此拘限含水層中,則井中的水位面將比拘限含水層的上方邊界為高,井中的水位高代表此含水層

中的水壓力,此含水層水位高所連接成的面,稱為地下水勢能面(Potentialmetric surface),而不能

稱為地下水位面。且因拘限含水層的地下水勢能面高於其實際上的上邊界,所以也被稱為『受壓

含水層』(Artisian aquifer)。

受壓水承受水壓力高於靜水壓力,當鑽孔穿透阻水層頂板時,在靜水壓力作用下,鑽孔中

水面上升到一定高度才能靜止下來。靜止水面高出含水層頂板底面的距離稱為該點的受壓水頭。

靜止水面的海拔高程就是含水層在該點的受壓水位,受壓水位高於地表時,受壓水能夠自噴到地

表,這樣的受壓水又稱為自流水。

無論是非拘限含水層的『地下水位面』或者是拘限含水層的『地下水勢能面』,都會因為人

工鑿井抽水造成水位或水壓降低,因而形成一個以抽水井為中心的漏斗形曲面,一般稱為洩降錐

(Cone of drawdown or Cone of depression)(圖 4)。當從拘限含水層抽水時,受壓水的壓力降低,

勢能面也就隨著下降。就水壓力變化來說,也以抽水井為中心形成了勢能面的洩降錐。但是,實

際上,拘限含水層仍然是飽和且充滿水的。

阻水層(不透水層)

補注 湧泉

拘限(受壓)含水層

地下水流

地下水位面

非拘限含水層

阻水層(不透水層)

棲息含水層

毛細水層

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抽水

水位下降洩降錐(Cone of Drawdown)

未抽水“靜水位”

圖 4 地下水位面洩降示意圖

四、地下水流的速度與方向

地下水在含水層中並非是靜止的,而是一直處於流動狀態中。只是通常地下水的流動速度

緩慢,尤其是與河川或溪流等地表水體相較,地下水流動的速度只有其幾千甚至於幾十萬分之一。

地下水與熱能、電能等其他的能量一樣,由高能量處往低能量處移動。用來描述地下水能

量的是所謂『水頭』(Hydraulic head),水頭包含了地下水的重力位能、壓力位能、動能。但由於

地下水流速慢,因此其動能很小,往往予以忽略。水流的能量由白努利等式(Bernoulli equation)

定義:

constant2

2

=++=g

Pzg

vhρ

(1)

式中:h = 總水頭(能量,以長度單位表示),z = 高程水頭,P = 水壓力,v = 水流速度,g = 重

力加速度,ρ = 水的密度。

圖 5 中左邊是在如湖泊等地表水體中水頭的計算。因為重力位能是相對的,計算時需要有

參考面,因此在 A 點的位置,其高度高於基準面 z,所以其代表重力位能的高程水頭為 z;而代

表壓力位能的壓力水頭,則因 A 點位於水面下 hp,因此其壓力水頭即為 hp (靜水壓力為γw⋅hp);

總水頭 h = z + hp。地下水的水頭(能量)估計,事實上和在地表水體中一樣,因此如圖 5 中的

右邊,在地下水位以下 hp 處的 A 點,其高程水頭為 z、壓力水頭即為 hp、總水頭 h = z + hp。

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地表 Ground surface

z

hp

h z

hp

h z

hp

h

Datum基準面

A A

圖 5 地下水水頭(能量)之定義

圖 6 水滲流運動示意圖

水流經過土壤的滲流率(q = 單位時間流經過土壤的水之體積)與能量差異(∆h)成正比。

這是由法國人達西(Henry Gaspard Darcy)經過 35 組土壤管柱實驗所得到的結論。據此可推知水流

速度與能量變化的梯度(Hydraulic gradient, i = 兩點之間能量變化的差異除以距離)成正比。流

速 v 與能量梯度之間的比例係數則為土壤的導水度或滲透係數(Hydraulic conductivity or

Coefficient of permeability, k)。

)( BA hhhq −=∆∝ [M3/T] (2)

AL

hhkkiAq BA −== (A = 滲流斷面面積) (3)

kiv = (4)

土壤或岩石的透水能力首先取決於空隙直徑的大小和連通程度,其次是空隙的多少。因為

水在細粒物質(如粘土)組成的微小孔隙中運動時,不僅由於水與孔壁的摩擦阻力而難以通過,孔

隙愈小,阻力愈大,水是很難通過的。此外,土石中孔隙愈多代表水可以流通的路徑愈多,則透

水性也愈高。地層的含(透)水層與阻水層雖然沒有嚴格的界限,不過目前已公認,凡滲透係數

k 小於 1 x 10-7 cm/sec (≈ 0.001 m/day)的土壤和岩石均列入阻水層,大於或等於這個數值的土壤或

hA

hB

A B

∆h = hA-hB

L

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岩石屬於透水層(表 3)。

表 3 不同土壤之導水度

土壤種類 導水度 (cm/sec) 黏土 10-9 – 10-6 沉泥,砂質沉泥,黏土質砂 10-6 – 10-4 沉泥質砂,細砂 10-5 – 10-3 砂 10-3 – 10-1 礫石 10-2 – 1

以台灣西部沿海的一些中細砂含水層為例來計算地下水流動的速度:若含水層土壤的 k =

0.001 cm/s,含水層中的水力梯度 i = 0.01 (每 100 m 水位下降 1 m),則地下水水流速度 v = (0.001

cm/s) x (1 m / 100 m) = 10-5 cm/sec ≈ 10 cm/day。也就是說地下水每天才流動 10 cm;實際上的水

力梯度更小,因此地下水流速更慢。

地下水在含水層中,與地表水體一樣,是由高處往低處流;亦即從水頭高處往水頭低處流

動。地下水在補注區的水頭較高,由此往高程較低的河川、溪流或者是海洋流動。在一般狀況下,

補注區的地理位置也較高,所以地下水流整體的趨勢也是由地形較高處往地形較低處流動。但是

地下水流到了接近排出點時,會因為水頭的關係所以部分的地下水流實際上可能是往『上』流動。

因為地下水位於地表之下,因此要判斷地下水的水頭唯一的辦法就是裝設觀測井觀測地下

水的水頭。如圖 7 (a)中所示,若將地下水觀測井如井 D 安裝了很長的井篩(水可以從這些開口

自由流入與流出觀測井),則井中的水位反映了該位置的地下水位面。若是如觀測井 A、B、C

則由於井篩只開口於某一深度,則該觀測井中的水位代表的是該深度的水頭;因此井 A、B、C

中的水位實際上低於該位置的地下水位面,就代表了該深度的地下水水頭較小。若將含水層中做

許多的觀測,則可以得到這些觀測點的水頭,利用類似描繪地形等高線的方法,可以畫出所謂的

『等勢能線』,亦即相同水頭位置的連線(圖 7 (b))。地下水的流動方向與等勢能線垂直,一如地

表水流動的方向與地形的等高線垂直,因此可以輕易地把地下水的流向標示出來(圖 7(c)),若將

這些代表流動方向的箭頭連接起來就是地下水的流線(Flowline)(圖 7 (d));由圖中的各觀測井的

水位可明確看出來,地下水是由『高水頭』處往『低水頭』處流動。

岩盤

100120

160

A

B

C

D

83

82

80

89

92

100

120

160

岩盤

A

B

C

D

100120

160

等勢能線(Equipotential

Line)83

82

80

89

92

100

120

160

(a) (b)

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岩盤

A

B

C

D

100120

160

83

82

80

89

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100

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160

岩盤

A

B

C

D

100120

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70

180

83

82

80

89

92

100

120

160

(c) (d)

圖 7 地下水的等勢能線與流線

五、地下水均衡

一個地區的水均衡研究,實質就是應用質量守恆定律去分析參與水文循環的各要素的數量

關係。地下水均衡是以地下水為物件的均衡研究。目的在於闡明某個地區在某一段時間內,地下

水水量收入與支出的數量關係。進行均衡計算所選定的地區,最好是一個地下水流域。進行均衡

計算的時間段,稱作均衡期。可以是若干年,一年,一個月。某一均衡區,在一定均衡期內,地

下水水量的收入大於支出,表現為地下水儲量增加,稱作正均衡。反之,支出大於收入,地下水

儲量減少,稱作負均衡。圖 8 為地下水均衡狀態的範例,在夏天時降水雖較多但蒸發散量也大,

因此地下水儲量減少,冬天為雖然降水較少但蒸發散量也小,因此地下水儲量增加。

0

100

200

300

400

500

Jan FebMarAprMayJun Jul AugSepOctNovDec

mm

of

Wat

er

蒸發散降水

水分餘額

水分超支

地下水補注

圖 8 地下水均衡示意圖

對於一個地區來說,氣候經常以平均狀態為準發生波動。多年中,從統計的角度講,氣候

趨近平均狀態,地下水也保持其總的均衡。在較短的時期內,氣候發生波動,地下水也經常處於

不均衡狀態,從而表現為地下水的水量與水質隨時間發生有規律的變化,即地下水動態。由此可

見,均衡是地下水動態變化的內在原因,動態則是地下水均衡的外部表現。地下水均衡一般需要

考慮的項目見表 4。

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表 4 地下水均衡要素一覽表

收入項 支出項 滲入到地下水面的降水量 由毛細邊緣帶及淺埋潛水的蒸發、植物葉面蒸

散 由河流、湖泊、水庫、渠道水入滲對地下水的

天然補注量 地下水流向河流、湖泊或海洋等地面水體的泉

水排出量 地下水流入量(包括深部受壓水的越 流補注及

地下水的側向補注等) 地下水側向流出量

人工補注,包括灌溉回歸水,渠道入滲及注水

井補注量 抽水井、排水渠的排水量

若地下水抽取量超過該地點之地下水補注量,將產生地層下陷或海水入侵之現象。在不損

及含水層物理性質與不減損地下水貯蓄量原則下之抽取水量,稱為地下水的安全出水量(Safe

yield)。若要地下水位保持恆定則取用量約等於補注量。但是如圖 9 中之安全出水量是以某一時

間點的地下水位為基準,估計在維持此地下水位高程時的抽水量。事實上,即使沒有人類在抽取

地下水,地下水位一樣會取得平衡。地下水補注較豐沛時,地下水流出補注到溪流或河川、海洋,

因此溪流與河川的基流量會較大,水量較為豐沛。

-4

-3

-2

-1

0

1

2

3

4

0 1 2 3 4 5 6 7 8

抽水量 (10萬噸)

地下水位變化

(m)

圖 9 安全出水量估計方式示意圖

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貳、台灣地下水之分區與使用

一、台灣地下水資源分佈

台灣本島的地下水可分為九個區域,有時外島之澎湖地區亦劃分成第 10 區(圖 10)。台灣

的地下水資源以濁水溪沖積扇和屏東平原最為豐沛,但是這兩個區域也是目前地下水超限使用最

嚴重的地區(表 5)。

圖 10 台灣地下水分區

表 5 台灣地區地下水概況

分區名稱 面積 (平方公里)

範圍 自然補注

條件 使用

現況

臺北盆地 380 淡水河流域 佳 平衡

桃園中壢臺地 1,090 淡水河流域以南至鳳山溪以北 劣 平衡

新竹苗栗臨海地區 900 鳳山溪以南至大安溪以北 劣 節餘

台中地區 1,180 大安溪以南至烏溪以北 佳 節餘

濁水溪沖積扇 1,800 烏溪以南至北港溪以北 優 超限

嘉南平原 2,520 北港溪以南至高屏溪右岸丘陵 劣 超限

屏東平原 1,130 高屏溪右岸丘陵至林邊溪以南 優 超限

蘭陽平原 400 得子口溪至南澳溪 優 平衡

花蓮台東縱穀 930 花蓮與台東縱穀 優 節餘

澎湖地區 106 澎湖群島 劣 超限

總計 10,436

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根據地理條件來區分,台灣的地下水可區分為沖積扇類、盆地或谷地類、平原與臺地類、

綜合類、島嶼類等五大類(姜善鑫等,2000)。沖積扇有較大河川流經該區,地下水區出水量大,

一口深井抽水量每日可達萬噸(10,000 CMD)[CMD = cubic meter per day (m3/day)]。沖積扇地表為

透水性良好的全新世(完新世)地層,河水流經過時大量滲透成為天然補注水源。此類地下水域

台灣有濁水溪沖積扇、屏東平原、宜蘭平原三區。

臺灣地區的盆地類地下水區臺北盆地為典型。盆地水文的特徵是集水面積大,成為該流域

的洪水緩衝區,地下水天然補注條件佳,單位面積地下水量較多。谷地以花東縱谷最為典型,儘

管谷地內有很多水系和大大小小的沖積扇,但谷地是該地下水區地下水源的最主要控制因素。

沖積平原通常地下水源豐富,但臺灣嘉南平原頗為例外,儘管平原廣大,因乾季長,所以

地下水源少。台灣的臺地為更新世沖積扇,臺灣集中在西北部,因地層大部分為礫石含土,其透

水性遠不及全新世沖積扇,且地勢高,地下水來源少,地下水源不豐。西北台地(包括林口、桃

園、中壢一帶)也可歸類為沖積平原類地下水區。

綜合類地下水區則涵蓋無法按照上述地理條件分類者,顧名思義綜合類涵蓋不同的地形、

地質、水文區。台中地區和新苗地區可被歸為此一類別。

臺灣四週有不少島嶼,較大的有太平洋邊緣的彭佳嶼、龜山島、綠島(火燒島)、蘭嶼,以

及臺灣海峽的澎湖群島等,均為火山島,因島嶼上的淡水均源自降水量,其地下水源不多,但因

淡水與海水比重不同,通常淡水浮在鹹水之上,並自島嶼中心呈放射狀流向海洋,臺灣的島嶼類

地下水區以澎湖群島最為典型。

(一)、濁水溪沖積扇區

彰化雲林地區可分為三個地下水系、北部洋子厝溪以北面積約 100 平方公里,為和美地下

水系;東南部虎尾溪(北港溪上游)以南,面積約 200 平方公里,為北港溪源流區,均與濁水溪

水系無關。彰化雲林地區其餘約 1,700 平方公里則是一般所稱的『濁水溪沖積扇』地下水系,所

涵蓋的地區多曾經做為濁水溪下游河道的分流散布的範圍。本區地下水資源豐富,永續性出水量

(即通稱的安全出水量)約為每年 15 億噸。其地下水源主要來自濁水溪的河道滲透,也有扇面

上各種水如雨水、灌溉水等的滲透。

濁水溪沖積扇北起洋子厝溪,南迄虎尾溪-北港溪,以彰雲大橋東側標高 100 公尺附近為

扇頂,向西扇形開展,扇端到達海岸。濁水溪流域在扇頂以東的中、上游集水區面積 2,977 平方

公里,包括中央山脈中段的西坡、玉山和阿里山的北端、雪山山脈的南端。近 200 年來曾以舊濁

水溪(麥嶼厝溪)、新虎尾溪、舊虎尾溪、虎尾溪、西螺溪(今濁水溪)等為主流,得以形成沖

積扇。這些舊河道均為濁水溪下游的分流,舊河道透水性較佳,如葉脈狀,係沖積扇上重要的地

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下水流通道,所以地下水源豐富。但民國六十年前後在標高 5 公尺的扇端能看到的湧泉已無蹤影。

由地層柱狀圖(鑿井所得垂直地質層序圖)並不確知底岩深度(岩盤深度深於目前為止所

進行過的鑽探或鑿井深度),至少在 400 m 以上。但由其礫石、粗砂、砂土等地層的分布,可概

分為北斗、西螺、莿桐以東,地面等高線 45 – 100 公尺為扇頂部分,地面下約 170 公尺以內均為

礫石層;等高線 20 – 45 公尺之間砂土層由透鏡狀過渡到層狀,為扇央部分,有自由水有受壓水;

等高線 20 公尺以下至海邊,出現多層含水層與不透水層交錯,且各含水層厚度小。

濁水溪地區東部地層(六合至西螺)分層並不明顯,沒有主要的阻水層(泥層)。西部地層(九隆

至海豐)分層明顯,大致有三層主要的阻水層(泥層),地下水上下流通已受限制。本區地層以濁水

溪沖積扇標高約 100 m 處為扇頂,此處以厚層礫石層為主,向西、西北、西南扇狀展開,地形漸

次降低,砂、泥層厚度漸厚,層次漸多。地下水的流向基本也符合此地形與地層的分布,由東向

西扇狀流向臺灣海峽。根據設置地下水觀測井時所得之地質資料研判,在此觀測深度內的水文地

層,可分為五層:第一層深度約從 0 – 50 m 深,第二層約從 50 – 120 m 深,第三層約從 120 – 200

m 深,第四層約從 200 – 280 m 深,第五層約從 280 – 350 m 深,其中第二層又可分為兩層:上

層約從 50 – 90 m,下層約從 90 – 120 m。但以上分法大致以地面為準,但各層之確實邊界,在

不同位置仍有不同(經濟部水資源局,2001)。

圖 11 濁水溪沖積扇石榴-海園水文地質剖面圖

地層的導水度(Hydraulic conductivity,K,或稱為滲透係數,係地層透水性的指標)甚佳;

地層的滲透係數乘以含水層厚度稱為輸水率(Transmissivity,T)可由抽水試驗所得出水量和水位

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下降量(洩降)資料計算,可概知水井出水量,扇頂部分約為 10,000 m2/day,扇央約 7,000 m2/day,

扇端約 3,000 – 3,600 m2/day。

(二)、屏東平原區

本區東起中央山脈南段西側山麓的潮州斷層,西至阿里山山脈南段東麓,北自高樹、美濃,

南止於臺灣海峽,南北延長的矩形。長約 55 公里,寬約 22 公里,面積約 1,100 平方公里,大部

分在屏東縣境內。臺灣南部年平均降水量 4,000 公厘以上的多雨區分布在中央山脈南段西坡的隘

寮溪(荖濃溪支流、東港溪、林邊溪等的上游,水量大,營力亦大。大量泥砂搬運到潮州斷層西

側形成沖積扇,自北而南有荖濃溪扇(高樹扇)、隘寮溪扇(老埤扇)、林邊溪扇(克魯斯扇)、

力力溪扇(利基利基扇)等。其扇頂均在潮州斷層附近的東側,沖積扇則在斷層西側。高透水性

的全新世沖積扇,也讓灌溉水、雨水等的滲透成為地下水。本區地層以多個沖積扇組成,標高由

東向西降低,扇頂處以厚層礫石層為主,分別向西、西北、西南扇狀展開,地層向西砂、泥層厚

度漸厚,層次漸多。地下水的流向,基本受到沖積扇地層控制,流向有兩個主要分量,由東向西

(沖積扇)及由北向南(由陸至海),合成區域流向為由東北向西南流。

圖 12 屏東平原沖積扇

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圖 13 屏東平原瑪家-東港水文地質剖面圖

屏東地區的水文地質概況,在深度約 250 m 內,東北部地層(萬隆)分層較不明顯,主要的阻

水層(泥層)可能只有一至二層,地下水上下流通限制較少;西南部地層(港東至林園)分層明顯,

大致有二層主要的阻水層(泥層),地下水上下流通已受限制。若以深度作為分層參考,第一含水

層的深度約在 0 – 60 m,第二含水層的深度約在 60 – 120 m,第三含水層的深度約在 120 – 250 m,

第三含水層又可分為兩段,但不同含水層分層深度隨區域而變。

里港附近,位居旗山溪和荖濃溪匯流處,又是荖濃溪扇和隘寮溪扇的地下水流出區,其地

層的輸水率高達 10,000 m2/day。即正常深井一口的出水量高達 10,000 CMD。據水資會的綜合調

查(1981,1982),屏東平原區的地下水天然補注量為 9.71×108 m3/yr,田間入滲量、地下水反覆使

用量為 9.12×108 m3/yr,合計高達 18.8×108 m3/yr,每年提供地下水量 10×108 m3 以上,其餘地下

水則流注高屏溪和東港溪為主。

(三)、宜蘭平原區

本區大致呈三角形,西北側隔梨山斷層(蘭陽溪縱谷斷層或匹亞南斷層)為雪山山脈,南

側為中央山脈北端,東為太平洋。等高線 100 公尺以下面積約 300 平方公里,西北緣的雪山山脈

東麓有頭城沖積扇、礁溪沖積扇、大小礁溪合成沖積扇、五十溪沖積扇、和最大的蘭陽溪扇等。

中央山脈北端有羅東溪沖積扇、新城溪沖積扇等。宜蘭平原等高線 5 公尺以上,100 公尺以下,

大部分為沖積扇分布,大小礫石滿布地面,水田少。

由宜蘭平原地下水流網可概分為三個地下水系:北部為得子口溪地下水系、蘭陽溪地下水系、冬

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山河地下水系。宜蘭平原地下水的補注區在平原西側和南側等高線 5 公尺以上的沖積扇區,並以

東側等高線 2 – 3 公尺的三角洲為流出區。因沖積扇的透水性佳,三角洲的透水性差,地下水容

易流出地面後繼續向東流,卻受阻於與海岸平行的砂丘帶,而匯集於得子口溪下游、蘭陽溪口和

冬山河。

宜蘭平原沖積扇區的輸水率,以蘭陽溪為界,南部較佳約 3,000 m2/day,北部較差約 2,000

m2/day,全區地下水年平均補注量約為 1.30×108 立方公尺,若考慮其反覆利用量,則年平均更新

地下水量可達 2.20×108 立方公尺。

(四)、臺北盆地區

本區呈三角形,西側隔山腳(泰山)斷層與林口臺地為鄰;東南側隔新店逆斷層與雪山山

脈西坡丘陵山麓為界;東北側以 20 公尺等高線為界,基隆河支流雙溪(崁腳斷層)以南是第三

紀岩層,以北是大屯火山彙;全區面積約為 250 平方公里。

淡水河支流新店溪昔日向西北流,自新店向西北方形成沖積扇,涵蓋今林口臺地,臺北盆

地陷落成為臺北湖後,此沖積扇堆積地層變成盆底的林口層(或景美層),由礫石、粗砂組成,

透水性佳,為臺北盆地的主要受壓含水層;而臺北湖時期堆積的砂土層厚度可達 50 – 90 公尺,

夾有多層薄砂層為自由含水層,其水富含鐵質或易受污染。新店溪自新店以下河段有較多河水滲

透,過新店斷層,經秀朗橋之後,更有大量河水滲透成為臺北盆地地下水的主要來源。

臺北盆地構造完整,只有關渡一個出口,淡水河流域的各種水流匯集後一定會流經臺北盆

地的地下水天然補注區,所以臺北盆地成為良好的天然地下水庫。盆地地下水流大致自補注區的

新店、秀朗橋向西北流;也自土城、浮洲里向東北流,均流注淡水河段(大漢溪和新店溪匯流點

的江子翠至關渡)後,經關渡流出。地層導水係數在新店溪沿岸約 4,000 – 4,500 m2/day,大漢溪

沿岸約 2,000 m2/day,基隆河沿岸約 1,000 m2/day,淡水河段沿岸約 1,500 – 3,500 m2/day。

臺北盆地內未固結地層的飽和層體積約 282 億立方公尺,以孔隙率 30%計算,地下水蘊藏

量約 85 億立方公尺,每年循環更新的水量,即通稱的永續性出水量(Perennial yield),由盆地全

區歷年的抽水量變化和歷年的地下水位平均變化量計算( Hill method)結果,略少於 2 億立方公尺

(約 2 mm/day)。日本戰敗(1945)後,盆地內的淡水河段和塭子川下游多自噴的竹管井,經 1960

年代的地下水大量開發,年抽水量曾高達 435 億立方公尺(1970),相當於 4.97 mm/day,使地下

水位下降,自噴井消失,並有明顯的地盤下陷,所以地盤下陷是地下水超抽的結果。

(五)、花東縱谷區

花東縱谷在臺灣東部,北起花蓮縣立霧溪下游,經海岸山脈和中央山脈間的谷地,到臺東

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縣的知本溪下游,全長約 183 公里,寬 2.7 公里,平均寬度約 3.4 公里,面積約 800 平方公里,

地質上屬東臺裂谷(East Taiwan Rift)或地塹(Graben),縱谷西緣為中央山脈東麓斷層,東緣為海岸

山脈西麓斷層,地形區自北而南分為立霧溪平原、花蓮平原,花蓮溪河谷平原、秀姑巒溪河谷平

原,卑南溪河谷平原和臺東平原,但地質上的裂谷或地塹將其聯接成一個地下水區。

本區西緣甚多沖積扇,北端立霧溪口為標準的扇形三角洲(Arcuate delta)之上有沖積扇,

花蓮平原有美崙溪沖積扇。花蓮溪河谷平原有木瓜溪、壽豐溪、萬里溪等沖積扇。秀姑巒溪河谷

平原北以大富與花蓮溪水系為界,南以大坡與卑南溪水系為界,亦有紅葉溪、豐坪溪(太平溪)、

樂樂溪(拉庫拉庫溪)、崙天溪等沖積扇。卑南溪河谷平原有新武呂溪,鹿寮溪(加納沙衣溪)、

鹿野溪(北絲絲溪)等沖積扇。臺東平原有太平溪(太巴六九溪)、利嘉溪、知本溪等沖積扇。

上述透水性良好的全新世沖積扇,使谷地有豐富的地下水資源,但在特徵上與沖積扇平原有很大

的不同,因本區眾多沖積扇的扇頂大多在中央山脈東麓斷層線之西,礫石層甚薄,其下為變質岩

層的片岩、結晶石灰岩等,其透水性甚差(不透水層),因此只有淺層自由水,易受乾季影響,

出水量也少於 100 CMD,部分沖積扇的扇端在海岸山脈西麓斷層線以東,扇端湧泉區完全消失,

所以出水量數千 CMD 範圍僅限於地塹部分,地塹構造不僅將所有沖積扇地下水串連起來,也是

影響區內地下水源的主要因素。

本區三大水系中,花蓮溪河谷以南端的分水嶺附近大富的地下水位最高(145 公尺),向北

遞減,地下水大致向北流,而以壽豐至木瓜溪間的地下水源較多。秀姑巒溪河谷的地下水有大富

南流至瑞穗,也有大坡、池上北流至瑞穗,所以瑞穗附近的地下水源較多。卑南溪河谷地下水位

自大坡、池上向南遞減,鹿野溪以南受卑南山礫岩所阻,地下水源以鹿寮溪扇至鹿野溪扇間最多。

全區地塹部分的輸水率,在三大水系分水嶺附近約 3,000 m2/day,其餘多在 4,000 m2/day 以上。

(六)、嘉南平原區

嘉南平原為臺灣最大平原;北起北港溪,南迄鳳山、鳳鳴,縱長約 140 公里,北部(嘉義、

臺南)較寬約 30 公里,南部尖細達高雄市南端,東自阿里山山脈丘陵西麓,西止於臺灣海峽,

面積約 2,800 平方公里,行政區隸屬嘉義縣市、臺南縣市、高雄縣市的平原部分。年平均降水量

大部分在 2,000 公釐以下,乾季長達半年以上,每年 11 月至翌年 4 月的冬半年土壤水分不足,

降水量僅佔全年 10%。

本區地下水系受地質影響甚大,全區在薄層近代沖積層之下,為更新世和第三紀上新世的

泥岩系地層為主,地層透水性差,不會形成好的含水層,所以地下水系為自由水。自北而南可概

分為新港系、東石系、布袋系、北門系、臺南系、二仁系、彌陀系和高雄系。

嘉南地區的地層極複雜,多為砂泥互層,分層明顯但沿續性不佳,層厚變化大,並沒有主

要的阻水層(特別厚的泥層)與含水層(砂層),地下水上下流通不佳。經濟部水利署在嘉南地區地

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下水觀測網觀測井的深度,一般界於 200 - 290 m 之間;在此觀測深度內的水文地層,可分為五

層:第一層深度約從 0 - 60 m 深,第二層約從 60-140 m 深,第三層約從 140 - 200 m 深,第四層

約從 200 - 250 m 深,第五層約從 250-300 m 深。本區地下水的流向,淺層地下水因有地面補注,

基本上符合地形分布,由東向西流向臺灣海峽。深層地下水因泥層封隔,儲水條件不良,近年來

又大量抽取,導致地下水位零公尺線逐漸擴大並形成三個顯著之沉降錐,在朴子溪及八掌溪之間

的沿海一帶水位降至海平面下 25 m (經濟部水資源局,2001)。

嘉南平原上的土地利用原來多旱田,嘉南大圳與曾文水庫的完成,提供較多的灌溉用水,

增加水田面積,略改善地下水補注條件,但導水係數仍差,並自北向南遞減,北部的東石系可達

900 m2/day,布袋系約 500 – 600 m2/day,北門系以南只有 300 m2/day。

本區居民有較高比例的烏腳病患者,其原因可能是自由水中砷濃度高,螢光強度

(Fluorescence intensity)大的關係。

(七)、西北臺地區

西北臺地北起林口臺地,南到湖口臺地,東自新莊斷層(北)和新店斷層(南),西止於臺

灣海峽,南北長約 50 公里,全區面積約 1,200 平方公里。因大部分在桃園縣境內,稱為桃園臺

地群,也因其位居臺灣西北部,而稱為西北臺地。這些臺地均為含土礫石層臺地,有厚度 20 – 40

公尺的含土礫石層及其上覆的紅色土壤層所形成,為山麓舊(更新世)沖積扇。林口臺地為古新

店溪於更新世形成的沖積扇,桃園、中壢、湖口三臺地為古石門溪(今大漢溪)所堆積的古石門

沖積扇。地勢以北部的林口臺地和南部的湖口臺地較高,臺地面標高前者 240 – 250 公尺,後者

350 – 380 公尺,臺地面上的紅土透水性不佳,而且臺地上地瘠水缺,耕作不易,因而利用地面

坡度造堤貯存雨水為池塘,供耕種之用,所以臺地上池塘特多,稱為「埤」或「坡」。沿海多砂

丘帶,寬約 2 公里,高度有超過 50 公尺,砂丘方向成東北―西南,與東北季風方向一致。

臺地因地勢較高,地下水來源少,石門水庫完成後,中壢臺地、桃園臺地在灌溉範圍內,

有較多灌溉水入滲,增加地下水源。沿海地區成為地下水流出區,地下水資源較多。導水係數分

布情形:林口臺地西北部約 150 m2/day,東南部約 300 m2/day,湖口臺地在湖口斷層以南,湖口

背斜以北不易找到地下水源;中壢臺地和桃園臺地大部分地區約 300 m2/day,沿海地區多在 500

m2/day 以上。此地勢高的西北臺地和低平的嘉南平原相比較,水庫、池塘灌溉情形相似,降水

量的季節分配和地層的透水性有差異,但地下水資源均不豐。

(八)、臺中區

本區北起大安溪及其沖積扇,東自車籠埔斷層,南到八卦臺地南端(近濁水溪),西止於八

卦臺地西緣和烏溪以北的臺灣海峽,南北長約 75 公里,東西平均寬度約 16 公里,面積約 1,200

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平方公里。有大安溪、大甲溪和烏溪流經本區。本區中包括有盆地,合流沖積扇,海岸平原,和

臺地四種類型的地下水區。

臺中盆地南北細長,北起大甲溪,南迄名間附近,東以車籠埔逆斷層為界,西為大肚和八

卦臺地東緣。盆地地勢以大肚橋附近為最低(盆底),地面標高約 25 公尺,臺中市以北為大甲溪

古沖積扇(又稱豐原沖積扇),扇頂的豐原附近標高約 260 公尺,扇端的臺中市附近約 50 – 60

公尺;太平、霧峰間為大里溪合流沖積扇;霧峰西南為烏溪沖積扇,扇頂的烏溪大橋附近約 95

公尺,因此盆地北部的筏子溪、旱溪等水系,中部的大里溪水系,和南部烏溪、貓羅溪等水系均

向盆底的烏日、大肚橋匯流,地下水系亦然。臺中盆地地下水資源以烏日南方的烏溪、大里溪匯

流點附近最為豐富,地下水資源大致與臺北盆地相似;唯臺北盆地在地面下至主要受壓含水層間

有很厚的砂土質松山層,使出水量較多而且穩定,也少受污染;臺中盆地地面下則為新舊沖積扇

堆積物,多自由水,地下水容易受污染,水質較差。

本區北部的后里臺地,西部的大肚臺地和八卦臺地均為更新世沖積扇堆積物所組成的含土

礫石層,地下水源情形與西北臺地相似。唯西北臺地僅湖口臺地東南出現透水性好的火炎山相頭

嵙山層(由礫石、砂組成);而本區各臺地均出現此地層,所以出水量較多。沿海地區則大致以

清水、梧棲為界,以北為大安溪和大甲溪合流沖積扇,以南為梧棲、龍井海岸平原。合流沖積扇

在后里臺地西側的平原,因規模不大,地下水資源不很多。梧棲、龍井海岸平原在大肚臺地西側,

烏溪以北,地勢低平,標高 10 公尺以下,目前為臺中港及其相關設施分布地區,地層透水性不

佳,地下水資源少。

(九)、新苗區

本區在新竹縣市和苗栗縣境內的第四紀地層分布地區,北起鳳山溪、南迄苗栗丘陵南端的

火炎山(大安溪北岸)主次要河川有鳳山溪、頭前溪、中港溪、後龍溪、西湖(烏眉)溪等。面

積約 1,000 平方公里,可分為平原和臺地性丘陵兩類型。平原部分包括:新竹沖積平原、竹南平

原、苗栗平原。臺地性丘陵部分包括:飛鳳山丘陵、竹東丘陵、竹南丘陵、苗栗丘陵。新苗區地

形、地質複雜,平原部分地下水源尚稱豐富,丘陵部分均為第四紀更新世臺地經侵蝕切割而成,

因大部分此類臺地性丘陵多為透水性不好的香山相頭嵙山層分布,又是地勢高,地下水來源少,

出水量亦少。

(十)、澎湖群島區

澎湖群島由大小 64 個島嶼和多數岩礁組成,總面積約 127 平方公里,以澎湖本島(79 平方

公里)、白沙嶼(25.5 平方公里)、西嶼(漁翁島 2 1 平方公里)、望安島(八罩島 8.47 平方公里),

七美嶼(7.54 平方公里)等較大。地質上,澎湖群島除最西緣的花嶼由玢岩、石英斑岩所成者外,

其餘各島均為沉積岩上覆玄武岩的構造。澎湖群島的氣候水平衡屬於降水量少於蒸發散量地區,

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2005 水環境教育教師研習活動

年平均降水量約僅 880 – 980 公釐,年平均蒸發散量為 1,230 – 1,250 公厘,皿蒸發量高達 2,000 –

2,500 公厘,全年只有梅雨期(五、六月間)可能有較多雨水,使土壤水分增加,卻不足以使土

壤水分飽和,所以澎湖群島無常流河,連暫時河也很難出現,地下水天然補注甚少或無。此種氣

候條件下,興建水庫不但欠缺雨水可貯存,又要面對大量蒸發。

地下水含水層分淺深兩層,淺層在 20-30 m 以內,但海邊易遭海水入侵,枯旱時供水不穩,

深層地下水源尚無定論(可能來自濁水溪深層含水層),現有水井深度約 150m,因地下水超抽,

其地下水水位一度下降至 93 m,其後建水庫控制後趨緩。開發深層地下水時幾乎沿海都會出現

鹹水,大部分地區淡水的深井出水量約在 100 CMD 以內,才能維持較長的壽命,此等地下水源

來自地層形成當時同時存在地層中水分的暫時性化石水為主,將隨著開發量和時間的累積而快速

減少。目前七美和白沙嶼的赤崁附近有較多地下水以外,大部分地區用水取得困難。

二、台灣地下水資源之利用概況

(一)、先民使用地下水資源的歷史

人類使用地下水的歷史非常久遠。在中國的歷史顯示堯舜時期就已鑿井取用地下水。傳說

中在堯的時期民間流行的『擊壤歌』中就有一段描述人民生活的狀況:『日出而作,日入而息,

鑿井而飲,耕田而食,帝力于我何有哉。』1此外,民間有關堯舜讓位的傳說,其中也提到了與

『井』有關的事蹟,就是舜遭到他父親瞽叟和同父異母的弟弟象『落井下石』的故事2。

由於台灣地區地下水資源蘊藏豐富,地下水資源之開發起步甚早。在台灣的傳統中,即提

到四、五月之際陰雨綿綿,農家忙著舉戽斗戽水,不料六月梅雨一歇,天氣就變得如火燒一般熱

得不得了。正是諺語所說:「四月芒種雨,五月無焦土,六月火燒埔。」芒種日下雨,整個五月

都會下雨,無一處焦(焦,台語殕,乾燥之意)土;等到六月卻變成了「火燒埔」,圳溝的水明

顯減少,為了灌溉就得開闢新水源,「撞水井(撞,台語音ㄌㄨㄥˇ挖土之意)」即為常用的方式。

1擊壤歌並非中國最古的歌曲。擊壤就是用形似木履的『壤』二枚﹐立其一於地上﹐在離此三、四十步之處﹐以另一『壤』

擊之的競賽游戲。這首擊壤歌的故事是說,堯是個很簡樸的皇帝,在位將及 50 年時,為了考察民情﹐有一天微服上街。

看到一個老人以腳為拍,邊打腹鼓邊唱歌。而堯聽到了這首歌,知道民眾生活安穩,甚至未曾意識到自身正處於皇帝的

支配之下,覺得很滿意就回到宮殿去了。當然,在這首擊壤歌中明確顯示中國古代人們『鑿井取水』應該已經相當普遍。 2舜的父親是個糊塗透頂的人,人們叫他瞽叟(就是瞎老頭兒的意思)。舜的生母早死了,後母很壞。後母生的弟弟名叫

象,傲慢得沒法說,瞽叟卻很寵他。 堯聽了舜的許多好事蹟認為可以考慮把王位傳給他,決定先把舜考察一下。他把自己兩個女兒娥皇、女英嫁給舜,還替

舜築了糧倉,分給他很多牛羊。那後母和弟弟見了,又是羡慕,又是妒忌,和瞽叟一起用計,幾次三番想暗害舜。有一

回,他們叫舜去淘井。舜跳下井去後,瞽叟和象就在地面上把一塊塊土石丟下去,把井填沒,想把舜活活埋在裏面,沒

想到舜下井後,在井邊掘了一個孔道,鑽了出來,又安全地回家了。象不知道舜早已脫險,得意洋洋地回到家裏,跟瞽

叟說:『這一回哥哥準死了,這個妙計是我想出來的。現在我們可以把哥哥的財產分一分了。』說完,他向舜住的屋子

走去,哪知道,他一進屋子,舜正坐在床邊彈琴呢。象心裏暗暗吃驚,很不好意思地說:『哎,我多麼想念您呀!』舜

也裝作若無其事,說:『你來得正好,我的事情多,正需要你幫助我來料理呢。』從此以後,舜還是像過去一樣和和氣

氣對待他的父母和弟弟,瞽叟和象也不敢再暗害舜了。堯聽了大家介紹的舜的事蹟,認為舜確是個品德好又挺能幹的人,

就把首領的位子讓給了舜。

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此外,在台灣的客家傳統的信仰為『中原五神』,包含有『灶神、井神、門神、戶神、土地

龍神』。客家群感恩知足的族群,一年來井灶,不間斷的供應百姓需求,為了感謝井灶、大年初

一早上,祭拜灶神、井神,不煮飯、不取水、不動刀,讓灶井刀有休息的時間。由此可見『井』

在台灣先民的生活中扮演的重要角色。

台灣南部的地形多平原,乾燥的季節較長,往往對飲用水的需求就是生活上不可或缺的要

項,於是人們不是集居在水源方便取用的地方,就是合鑿深井共同使用,各戶住宅也因此以井為

中心,逐漸向外擴張,這就是集村型態的由來。「井」是當地的一個重要地標,與開發的源頭,

甚至在集村中扮演著居民之間相互傳達訊息、集會研商的地方。

1、台南市烏鬼井

台南市的三級古蹟『烏鬼井』創建於明永曆年間荷據時期(1624〜1661 年),位於當時府治

的鎮北坊。清康熙五十九年庚子(西元 1720 年)陳文達的《臺灣縣志》說,因水源旺盛,取之不

竭,是來往府城商船汲水取用的一處補充站,所以,康熙年間烏鬼井附近必為南北商船聚集或交

會的渡口,也是府城的一個重要地。根據乾隆十七年壬申(西元 1752 年)王必昌《重修臺灣縣志》

雜記志的古蹟編說到:「紅毛命烏鬼鑿井」、「烏鬼,番國名;紅毛奴也,其人遍體純黑。」連雅

堂在《臺南古蹟志》裡提到,烏鬼其實就是黑奴,非洲地區的人,通常被用來開闢荒地或當奴隸

使用。因此,臺南烏鬼井即是荷蘭人命黑奴們所開鑿而做為飲用的井(台南市政府,2005)。

(a)台南市烏鬼井 (b)台南市延平街古井 (c)台南縣佳里鎮荷蘭井

圖 14 台灣的古井 (台南市政府,2005;香情工作室,2005)

2、台南市延平街古井

台南市的延平街古井也屬於三級古蹟。延平街古井開鑿於清咸豐年間(約 1851〜1861 年),

位在當時安平熱蘭遮城東南。根據歷史記載,延平街古井「水源豐沛、井水甘甜,為附近居民飲

用水源。」民國十二年,日本人在安平舖設自來水管道,這種既便利又乾淨的用水方式,頓然改

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變居民的習慣,井水汲取才成為往日雲煙。延平街古井係紅磚所建,外以石灰粉飾,井口內徑

0.94 公尺,井欄高平均 0.73 公尺,井欄厚 0.22 公尺,井口欄緣成錐形,頂厚 0.06 公尺,以 45

度斜角下切 0.16 公尺,井欄至井底 3.15 公尺, 井欄至水面 1.82 公尺。根據記載:井高原及婦

人腰,後因開闢道路而填高路面;近年井緣改以水泥整修,但內壁仍是保持昔時紅磚材質(台南

市政府,2005)。

3、台南縣佳里鎮荷蘭井

佳里鎮的『北頭洋』,西拉雅語為「巫女之山」的意思,為西拉雅蕭壟社本社的發源地。蕭

壟社群分佈在八掌溪下游以南、曾文溪下游以北的區域,約在現今佳里、西港、七股、將軍、北

門、學甲一帶,另有一部分族人溯急水溪而上,在急水溪上游支流龜重溪旁建立了目前蕭壟社最

大支社也是保存最完整、最傳統西拉雅文化的吉貝耍部落。傳說該部落原為平地,某夜突然狂風

大作,竟然從隔壁鄉將軍鄉的苓子寮吹來兩座飛沙,將原有的部落給掩埋成沙崙,當地人稱為飛

沙崙,即現在立長宮後的小沙丘。荷據時代,荷人自印度引進一百二十一頭牛,教導當地西拉雅

人農耕並放牧於飛沙崙山麓,配合在當地鑿井供牛飲水用及作為農耕灌溉用水,式微台灣畜牧業

及農業的濫觴。這口荷蘭井位於飛沙崙山麓,屬於石灰質水井,水質優、口感佳,日治時代曾為

著名飲料「蘋果水」的取用水源外,舉凡製造豆腐、製鹽、日本巡察、官員等都派人前來挑水飲

用。光復初期北頭洋居民仍飲井水,但自從自來水普及後,終被忽、視淡忘而遭飛沙掩埋。民國

八十七年(1998)由當地耆老發起重新將遺留的荷蘭井挖掘出來(段洪坤,2005)。

4、澎湖馬公四眼井

圖 15 澎湖馬公四眼井

四眼井是澎湖的三級古蹟,是馬公最古老的井,位於馬公市中央老街的最北端,俗稱「上

街」,也就是乾益堂藥膳蛋的正對面。此井為先民移墾時所鑿,其開鑿年代無從查考,但依中央

街為澎湖最古老的舊街推斷,井的開鑿年代約在元代至明代初葉。因天后宮之創建時期為萬歷二

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十年(西元 1592 年),推斷在此以前附近應已有人居住人生不可一日無水,信仰中心尚在其次,

故此井之開鑿,似應比天后宮創建為早,年代相當久遠。四眼井井深達三公尺,口徑約為一公尺,

井口覆蓋石板,留有四個圓形的汲水口,構造十分奇特,因而得名。會有開四個洞,是因為原先

該口井出水量多,其井口比一般的古井還要大,為避免取水的時後發生意外,失足掉入井裡,所

以將井口覆蓋石板,並改成四個圓形。

(二)、台灣的地下水資源開發歷程

1、明清時期(荷蘭-鄭成功-清朝時期)

台灣在明清早期之地下水利用均以人工開挖寬口井,井深不足 20 m。後來則以人工或竹片

車輪建井管或小口徑 2 吋之小井。人工鑿井的技法是搭建木架,在架上置有一大捲竹片,由兩人

在竹架上踩動捆竹片的輪軸,將竹片插入地中;另一人則在下面導引竹片,使之深入地底下,一

天的時間可以鑿深二十台尺。直至民國初年,鹿港地區民眾聘請粵籍打井師傅來台,以中國古式

衝擊法開鑿深井即所謂之「自流竹井」,其後此法逐漸推廣至沖積扇之其他地區,如二林、四湖、

麥寮、水林、元長、北港等。

多人式人力鑿井器 二人式人力鑿井器

圖 16 昔日使用的鑿井器具(桃園農田水利科技研究發展基金會,2005)

2、日治時期

台灣開始有系統地進行地下水開發始於日治時期,此時期較以往更大規模地利用台灣的地

下水資源來灌溉。日治時期的大正初年(1910 年代)臺灣民間已經用蜘蛛車、竹片等簡單機械,

開鑿井深大於 100 公尺的深井,其方法以中空鐵管或鑽頭衝擊地層使之成孔,鐵管上端聯接竹片

條,繞於大圓盤形的蜘蛛車,並將此蜘蛛車架於鑿井的地點上,用人力轉動蜘蛛車,使鑽桿起落

衝擊逐漸深入地層中,也在中空鐵管下端設有活門形成取泥筒,於衝擊過程中,可收取地層碎屑

於管中,當鐵管提至地面做上下震盪時,管內碎屑因泥水的壓力,可由管頂端開孔處流出。近代

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衝擊式鑿井機即根據此原理改進而成。當時自流竹井的井管直徑約 5 – 20 公分,井深可達 250

公尺,竹管為井管,四週開孔,外包棕皮放置於含水層中,做為濾水管,出水量可達 50 – 1,000

CMD。唯此類蜘蛛車鑿井不利於礫石質含水層的開鑿。

台灣製糖株式會社為了屏東縣萬隆和大響營農場蔗田之灌溉,於 1923 和 1925 年,分別於

林邊溪支流來社溪河床下構築集水廊道,汲取伏流之地下水,每年供水各約 3000 萬立方公尺,

是台灣地區地下水資源開發史上重大事件。迄今,此二座集水廊道仍由台糖公司維護及運用中。

昭和六年(1931)日人設立「日本鑿泉會社臺灣支店」,由岡田靜雄主持,拓展機械鑿井。

3、國民政府遷台至今

民國 38 年,台灣糖業公司因自營農場缺乏灌溉水源,而地面水以無法再增加引用之情況下,

為求增加生產,乃有開發地下水作為灌溉蔗田水源之議。是年冬,委託美國江士敦鑿井公司

(Johnston International)聘請美國墾務局地質專家加登勒博士(Dr. W. L. Gardner)來台勘查,並於翌

年七月正式開鑿,由濁水溪沖積扇開始向南推展開發。民國 39 年(1950)夏天,臺糖公司為求甘

蔗增產,聘請美國莊士敦國際鑿井公司(Johnston Internation Co.)來臺,採用新式鑿井機械,以衝

擊法(Percussion method)、迴轉法(Rotary method)、逆循環法(Reverse hydraulic rotary method)等開

鑿深井,所以臺灣地下水資源大量開發始於 1950 年代。

民國 44 年(1955)臺糖公司、水利局、農復會(今農委會)合組地下水勘測隊,於濁水溪沖

積扇平原鑿井,於 46 年十一月完成「大濁水溪沖積扇地區地下水源勘查」報告,研判彰雲地區

地下水年補給量為 918,500,000 立方公尺,地下水資源極為豐富,可大量開發利用。因水井開鑿

費用高,有利可圖,民間紛紛起而效之。以卡車引擎、鑽桿、鑽頭(1 – 2 噸)組合成簡易鑿井

機械,以衝擊式開鑿深井,費用便宜,進行大量地下水開發。至民國 46 年六月在各農場完成深

井 117 口,為本省有計畫大規模開發地下水之始。民國 47 年 5 月更成立「地下水工程處」隸屬

省政府,先後在屏東平原、臺北盆地、西北臺地、嘉南平原等地鑿井,並完成各地地下水源勘查

報告。

(三)、台灣地下水資源補注量與使用量

中央政府安全分署於 41 年曾聘請雅各先生(Mr. Jacob)來台調查研究地下水之問題。民國 47

年間經濟部水資源統一規劃委員會為綜合規劃臺灣地區之地下水及地面水,聘請美國甘乃迪水利

技術服務團來台協助,該團專家 Georgoe E. Bell 參照各專家意見,將地下水源分為九區,濁水溪

沖積扇即為其中最大而最重要之一區。這個時期對於台灣地下水資源的瞭解摘要於表 6 中。由當

時的文獻資料可以發現,嘉南平原當時的地下水使用量以超過安全出水量,而屏東平原的地下水

資源利用也以達安全出水量的 82%;但濁水溪沖積扇的地下水資源僅利用率僅達安全出水量的

37%(表 7)。

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表 6 早年台灣地下水調查資料(薛履坦,1959)

主要地下

水區域 由地面至

第一含水

層之深度

(m)

由地面至

靜止地下

水位之深

度 (m)

含水層之

層數 含水層之

厚度 (m) 含水層之

材料 水井之最深

者(m) 第一含水

層以上之

覆蓋土料

已鑿水井

之最大出

水量

(gal/min)

地下

水之

補給

備註

台北盆地 35-50 3-10 自流 2 0.3-3;

0.3-13 砂、礫、

卵石 85 尚未達岩層

黏土 800 佳

桃園台地 30-55 5-13 自流 2 0.3-7;

0.3-10 砂、礫、

卵石 70 尚未達岩層

黏土 200 劣

海岸台地

(新苗) 12-20 7-13 5-8 不規則 砂、礫、

卵石 100 尚未達岩層

黏土 200 劣

台中台地 15-50 7-15 自流 2-4 7-17 砂、礫、

卵石 120 尚未達岩層

黏土 800 佳

濁水溪沖

積扇 雲林

3-7;其他

16-25

2-4 靠山麓

2-4;海岸

15

66;5-7 靠山麓為

粗料;海

岸則為細

160 尚未達岩層

北 800;南

500 優

嘉南平原 16 7-13 3-5 0.3-0.6 砂、黏土

之混合 460 尚未達岩層

黏土 200 劣 出水量不

多已高度

開發 屏東盆地 5-16 及

50-66 5 自流 3-5 10-27 砂、礫、

卵石 160 尚未達岩層

1000 優 出水量優

良已高度

開發 宜蘭平原 近地面 排水重要 不詳 不詳 不詳 不詳;尚未達

岩層 不詳 不詳 優 尚未開發

花東縱谷 近地面 23-33 地面以下

均為透水

地面以下

均為透水

砂、礫、

卵石 120 尚未達岩層

無 無 優 僅少量開

表 7 早期(民國四十年代)台灣地下水資源年安全出水量與利用量估計(薛履坦,1959)

面積(km2) 估計年安全出水量 46 年利用量估計 地下水分區 百萬立方公尺 水深以 cm/單位面積 水深以 cm/單位面積 利用量佔安全出水量

比例(%) 台北盆地 330 99 300 29 9桃園台地 750 75 100 8 8海岸台地 300 30 100 29 29台中台地 600 140 233 39 17濁水溪沖積扇 3200 1300 400 148 37嘉南平原 1630 130 80 81 100屏東盆地 920 370 400 327 82宜蘭平原 400 120 300 - 0花東縱谷 800 200 250 - 0總計 8930 2464 資料來源:經濟部水資源統一規劃委員會 Kennedy 報告(1958)

民國 50 年十一月,中國農村復興委員會補助台灣省水利局地下水工程處複勘本區地下水源

工作,完成「大濁水沖積扇地區地下水源複勘」報告,述及 60~80 公尺及 110~130 公尺含水層

之年補給量估計約 295,868,000 立方公尺(約 30 億噸)。民國 56 年十二月經濟部水資源統一規劃

委員會完成「雲林地區及屏東地區地下水開發資料整理及研究」報告,對於工程效益及經濟評估

加以整理、統計。民國 60 年台灣省水利局完成「斗六及屏東地下水灌溉之經濟研究」,民國 62

年台灣省水利局地下水工程處完成「濁水溪南岸雲林地區地下水源調查報告」,其中估計南岸地

下水補給量為 454,000,000 立方公尺。民國 64 年,台灣省雲林農田水利會由中國農村復興聯合委

員會專款輔助,於 65 年完成「雲林水利會灌溉深井研究報告」,調查水利會會井之水井性能、抽

水效率、水井問題、水質檢查並對水井之位置、操作維護、水質及容許水量等問題提出建議。

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台灣地區地下水有全面性估計者,始於民國 46 年美國甘乃迪公司,當時因為缺乏可靠的資

料,所以僅參考台糖公司對於濁水溪沖積扇補注能力之估計,作為依據,並用比較方式,考慮其

他水區區域大小,地下水層厚度、補注面積與全區面積之關係、補注河流之大小等四項因素,不

用計算,而用判斷,推估出全台灣地下水天然年補注量(安全出水量)約為 24.60 億立方公尺。

民國 58 年水資會參照地形、地下水文、地下水地質等特性,重新檢討調整部份水區之範圍,面

積增加至 10,330 平方公里,同時依當時最新的調查資料修正部份地下水區之數值,估算出當時

之地下水年補注量約為 36.50 億立方公尺。

民國 61 年水資會有感於台灣地區降雨分佈不均,枯水期內各河川之流量甚小,除東部區域

因開發較遲,尚有剩餘流量可供利用外,西部各河川幾已全部引用,且己不敷分配,為瞭解當時

台灣之地下水資源之使用情況,故利用近年來調查資料重新估算得知,當時台灣地區九大地下水

區之補注量約為 35.00 億立方公尺。民國 65 年更新調整為 40 億立方公尺,當時所調查之年抽水

量為 29.55 億立方公尺。而至民國 81 年水資會更新抽水量至 71.39 億立方公尺,惟補注量的推估

仍沿用民國 65 年之估計值 40 億立方公尺。

台灣政府的水利單位字民國 47 年至民國 81 年歷年來的調查統計資料彙整於表 8 中。濁水

溪沖積扇的年補注量頗為一致、屏東平原的年補注量則民國 58 年以後的估計是一致的,新苗、

台中、嘉南地區的補注量估計則是逐年提高。民國 65 年的總年平均補注量 40 億噸,則一直被水

利單位沿用至今。

表 8 台灣地區地下水補注量與抽水量比較表(經濟部水利署,2003a)

地下水區 面積(km2)註 1 井(口)註 2 抽水量(百萬噸)註 2 補注量(百萬噸)註 3

甘乃迪

公司

(47)1

水資會

(58)1 甘乃迪

公司

(47)1

水資會

(58)1 水資會

(81)3 甘乃迪

公司

(47)1

水資

(58)1

水資

(61)1

水資

(81)3

甘乃迪

公司

(47)1

水資

(58)1

水資

(61)1

水資

(65)2

台北盆地 330 380 2,335 5,683 1,034 9.6 460 270 86 99 99 210 150 桃園中壢

台地 750 1,090 6,920 2,483 1,594 6.0 73 73 136 75 80 77 117

新苗地區 300 900 694 4,036 4,337 8.7 73 71 253 30 40 105 180 台中地區 600 1,180 1,391 3,893 4,579 23.4 250 250 369 140 150 250 379 濁水溪沖

積扇 3,200 1,800 37,230 55,823 120,704 473.6 630 944 2,102 1,300 1,300 1,028 1,140

嘉南平原 1,630 2,520 5,706 27,855 53,025 132.0 353 353 1,616 130 310 359 553 屏東平原 920 1,130 1,624 5,758 18,241 300.8 840 653 2,181 370 1,300 1,111 1,111蘭陽平原 400 400 29 341 1,549 0.0 8 8 183 120 120 120 120 花東縱谷 800 930 67 797 1,446 0.0 13 86 213 200 250 240 250 合計 8,930 10,330 55,996 106,669 206,509 954.1 2,700 2,708 7,139 2,464 3,649 3,500 4,000

註:表中各項標註說明如下:表中括弧內之數字為年份,及資料來源

1.地下水分區面積於民國 58 年水資會依據甘乃迪公司之劃分重新劃定後至今未變

2.民國 81 年之抽水井數(口)及抽水量為水資會彙整各調查報告之值。

3.水資會民國 65 年估算之補注量為 40 億(當時之抽水量為 32.24 億)乃依據民國 61 年之值(補注量 35 億,抽水量 27.08 億)加以修正,

沿用至今。

資料來源:

1.水資會,台灣地下水資源之估計,民國 61 年 7 月。

2.水資會,台灣地下水之開發利用,民國 66 年 2 月

3.水資會,台灣地區地下水資源,民國 81 年 7 月

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2005 水環境教育教師研習活動

表 8 中顯示的抽水井數目與抽水量則明顯地顯示了這些年來各地下水區的地下水使用狀

況。其中,台北盆地於民國五十年代大量使用地下水,導致嚴重的地層下陷問題,因此自民國六

十年代起管制地下水使用,地下水水井數目也從 58 年的五千多口減為 81 年的一千口;地下水抽

水量也由民國 58 年的每年 4.6 億噸降低到 81 年的每年 8600 萬噸。濁水溪沖積扇的地下水水井

數目則由民國 47 年逐年成長,直至民國 81 年共有十二萬多口;地下水抽水量由民國 47 年的 4.7

億噸到了民國 81 年成長到 21 億噸,使用量約為補注量的兩倍。嘉南平原的水井數目成長亦相當

快速,抽水量則由民國 47 年的 1.3 億噸到了 81 年時為 16.2 億噸,使用量約為補注量的三倍。屏

東平原的水井數目也成長驚人,抽水量自民國 47 年的 3 億噸成長到民國 81 年的 21 億噸,約為

補注量的兩倍。由這些歷史資料可以瞭解台灣在過去的三十年中,超量使用地下水問題的嚴重性。

根據前經濟部水資源統一規劃委員會(以下簡稱水資會)於民國 61 年的推估,全台灣地區每

年的地下水補注量約為 35 億立方公尺,水資會並於民國 65 年修正此推估值為 40 億立方公尺,

此一數據即由各單位沿用至今作為進行地下水管理規劃與研究工作之依據。由於地下水年平均補

注量為 40 億噸的數據已經沿用許多年,雖經濟部水利署歷年來也完成過各地區的補注量重新推

估,但位能全面性檢討,提出較具有權威性的數據。

根據最新的研究報告『台灣地區地下水補注量估算』,估計台灣地區九大地下水區豐、平、

枯年之補注量約為 44.5~57.0 億立方公尺(表 9)(經濟部水資源局,2000)。整體而言,濁水溪

沖積扇、屏東平原兩大地下水區的年補注量並沒有提高,尤其是屏東平原反而略微降低,嘉南平

原的補注量估算高了 60%左右。總補注量的增加,主要是桃園中壢台地、新苗地區、台中地區、

蘭陽平原、花東縱谷。換言之,對於西南沿海的地下水嚴重超抽狀況來說,這些新的補注量估算

數據並未提供較為樂觀的看法。

表 9 台灣地區地下水補注量推估

地下水區 地下水區面積(km2) 補注量(百萬噸/年) 2000 年估算 a 2000 年估算 b 水資會 2000 年

估算 水資會

豐水年 平水年 枯水年 豐水年 平水年 枯水年

台北盆地 380 282 150 66.2 51.0 45.0 64.8 49.6 43.6 桃園中壢台地 1,090 1,070 117 377.5 343.2 326.0 247.9 213.6 196.4 新苗地區 900 875 180 492.2 435.0 407.1 267.9 210.6 182.7 台中地區 1,180 1,094 379 578.2 555.4 545.9 223.8 210.8 192.3 濁水溪沖積扇 1,800 2,697 1,140 1,428.9 1,380.70 1,254.6 645.3 597.1 471.0 嘉南平原 2,520 2,600 553 998.5 852.8 718.7 702.9 557.2 423.1 屏東平原 1,130 1,332 1,111 964.3 777.8 582.1 840.4 653.9 458.2 蘭陽平原 400 437 120 346.6 304.2 287.3 192.3 149.9 133.0 花東縱谷 930 910 250 451.4 351.8 282.9 319.0 219.5 150.6 恒春平原 116 47.2 30.3 19.7 41.6 24.7 14.1 地下水區總面積 10,330 11,418 台灣地區地下水

補注量 5,751 5,082 4,469 3,545 2,877 2,265

註:a:飽和入滲率採陳尚、李德滋之建議值,b:飽和入滲率採大陸水利電力部之建議值

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2005 水環境教育教師研習活動

就整體的水資源利用來看,民國 70 年以後,歷年來台灣地區的用水量約維持在 180 億噸左

右,其中農業用水有逐年減少的趨勢,工業用水持平,但生活用水的比例卻大幅成長(表 10)。

值得注意的是,養殖業因為經營環境的影響逐漸外移或不堪虧損而停止,因此養殖用水也大幅度

減少。根據經濟部水利署公布的統計資料, 92 年水資源需求概況:年計畫利用總水量 176.01

億立方公尺、農業用水量 124.34 億立方公尺、生活用水量 35.59 億立方公尺、工業用水量 16.08

億立方公尺。這些用水量中,地下水約佔 35%,地面水約佔 65%(圖 17);而地下水的使用量又

以南區和中區最高(圖 18)。

表 10 台灣地區歷年用水量

年別 (民國) 70 75 80 81 82 92 灌溉 137.08 123.71 103.32 103.03 87.13 107.80養殖 21.23 24.31 30.93 30.64 28.01 15.45畜牧 0.71 1.00 1.28 1.35 1.37 1.09

小計 159.02 149.02 135.53 135.02 126.51 124.34生 活 用 水 14.66 19.01 24.93 26.03 27.71 35.59工 業 用 水 14.67 13.62 16.28 17.33 16.84 16.08合計 188.35 181.65 178.74 178.38 171.06 176.01單位:億立方公尺

(資料來源:經濟部水資會『台灣地區之水資源』、經濟部水利署統計資料)

台灣1999年用水量

(169億噸 )

地面水

66%

地下水

34%

台灣地下水各區使用量

(1999)北區

7%

中區

41%

東區

3%

南區

49%

圖 17 台灣 1999 年用水量(共 169 億噸) 圖 18 台灣地下水使用量所佔比例

水利署統計之台灣 92 年水資源供給概況顯示:全島年降雨量 608.04 億立方公尺、年蒸發

92.07 億立方公尺、年逕流量 465.47 億立方公尺、年滲透量 50.5 億立方公尺。年總供水量 176.01

億立方公尺(噸),其中地面水 122.19 億立方公尺,地下水 53.82 億立方公尺。圖 19 (a)與(b)中

比較了 1999 年與 2003 年的水資源供給量與使用量;這兩年雖然降雨量相差約一百億噸,但是地

下水使用量差距不大,惟 2003 年地下水補注量較 1999 年高出許多,是因為在統計時,經濟部水

利署引用了 2000 年的研究成果。河川引用水量的增加則可歸因於集集攔河堰與高屏溪攔河堰等

水利工程的完工,使得河水取用量提高。

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年蒸發量177億噸(24%)

年入海量421億噸(56%)

河川引水68億噸(9%)

水庫調節43億噸(6%)

年引用量112億噸(15%)

年逕流量532億噸(71%)

年引用量57億噸[8%]

年入滲量40億噸(5%)

年降雨量749億噸(100%)

Lost!

Lost! + = 169

(a) 1999 年

年蒸發量92億噸(15.1%)

年入海量343億噸(56.4%)

河川引水85億噸(14%)

水庫調節37億噸(6.1%)

年引用量122億噸(20.1%)

年逕流量465億噸(76.5%)

年引用量54億噸[8.9%]

年入滲量51億噸(8.4%)

年降雨量608億噸(100%)

Lost!

Lost! + = 176

(b)2003 年

圖 19 台灣水資源利用概況

三、地下水過度使用造成之災害

地下水過度利用,常會引致許多嚴重的環境問題,最主要的為地層下陷和海水入侵。由於

台灣的人口與經濟在半世紀以來快速成長,所以水資源用量大增。在地表水源較為缺乏的地區,

地下水的使用量逐年增加。尤其在原本地下水資源豐沛的地區,如濁水溪沖激扇所涵蓋的彰化和

雲林、屏東平原,地下水用量成長非常迅速。雖然過去許多人將地下水大量使用引發的地層下陷

災害歸咎於沿海的養殖業,而養殖業在沿海地區的魚塭大量抽用地下水也確實加速了地層下陷。

但是事實上,在這些地區,不管是民生、農業、工業用水都大幅成長,也都大量使用了地下水。

台灣地下水資源無限制地開發利用,始於民國五十年代末期。雲林地區之地下水自六十四

年起因農工發展之需要,已陸續開發六千餘口深、淺井。根據相關調查資料,台灣西南沿海地層

下陷區,民眾普遍自己鑿井抽取地下水,並未申請水權。由表 11 中可以發現,約 90%的地下水

井都是民眾私自非法開鑿的。

表 11 台灣地區嚴重地層下陷縣市水井普查統計表

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縣市別 普查井數(口) 已申請水權井數

(口)

未申請水權井數

(口)

未申請水權井數

比例(%)

備註

彰化縣 46,889 4,579 42,295 90.20 民國 86 年 6 月農委會

雲林縣 73,815 4,765 69,050 93.54 民國 86 年 6 月農委會

嘉義縣市 24,105 4,678 19,427 80.59 民國 86 年 6 月農委會

台南縣市 14,384 1,394 12,990 90.31 民國 86 年 6 月農委會

高雄縣 14,536 3,418 11,118 76.49 民國 86 年 6 月農委會

屏東縣 17,255 1,809 15,446 89.52 民國 77 年 10 月農委會

合計 190,984 20,658 170,326 89.18

若以較保守的年平均補注量 40 億噸為準,則自 1980 年以來,臺灣地下水的累積透支量已

超過三百億噸,就算現在停止一切地下水的抽取,也要八年以上的自然補注才能補回這些已透支

的水量。目前除了臺北盆地與及花東縱谷外,其餘地下水區均有地下水位長期持續下降的情形。

地層下陷是因為地下水使用量大,引發的非拘限含水層地下水位面下降和拘限含水層的勢

能面下降,含水層中的水壓力降低,導致上方地層的重量原本有部分是由水壓力承受的,轉而由

地層結構來承受。地層結構承受這些這些額外的壓力時,導致了土壤的額外壓縮,因此造成了地

表的沉陷。

地下水的大規模開發,就臺北盆地而言是自來水、工業用水需求而大量抽取地下水;屏東

沿海則係魚塭養殖而大量抽取地下水的結果。1980 年代以後,隨著魚塭養殖業的擴展、地盤下

陷蔓延到彰化、雲林、嘉義等縣的沿海地區。1970 年前後的臺北盆地和 1980 年前後屏東沿海林

邊、佳冬的嚴重地盤下陷,下陷量均超過 2 公尺。

目前台灣地區地層下陷的面積相當大,接近台灣平原地區面積的百分之二十,其中以雲林

地區下限面積最廣。這些地區除了在梅雨及颱風季節因為地勢低漥容易發生河水氾濫或海水倒灌

造成淹水之外,這些水也常需要不少時日才會消退,使得農地土壤逐漸鹽化,不利耕種。據行政

院估算每年造成的社會成本損失約 100 億元。這些地區即使把農地變更為其他用途,例如住宅區

或工商綜合區來開發,也無法在地層下陷的陰影之下對於地區民眾的生活有實質的幫助。

宜蘭縣、彰化縣、雲林縣、嘉義縣、台南縣、高雄縣與屏東縣都有地層下陷的狀況,嚴重

地層下陷範圍共計十一個鄉鎮,包括彰化縣大城鄉、雲林縣麥寮鄉、台西鄉、四湖鄉、口湖鄉、

嘉義縣東石鄉、布袋鎮、屏東縣東港鎮、林邊鄉、佳冬鄉及枋寮鄉。

台灣地區主要超抽地區仍集中在彰化、雲林、嘉義等地區。目前全台累積下陷最嚴重地區

發生在屏東(至 93 年 322 cm)(圖 20),持續下陷面積最大在雲林(93 年 516 km2)(圖 21),93 年

最大下陷速率發生在彰化縣大城鄉(14.2 cm)。而依近幾年之資料分析,整體而言,目前台灣之台

北、宜蘭、桃園、台南、高雄及屏東等地區地層下陷之趨勢呈現減緩或穩定之狀況,而彰化、雲

林及嘉義地區之下陷情形雖亦有減緩之趨勢,但其年下陷速率仍有 8 cm 以上,顯示出仍需持續

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辦理相關防治措施,以減緩其下陷速率。

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

累積下

陷量 (m)

台北 宜蘭 彰化 雲林 嘉義 台南 高雄 屏東 圖 20 台灣地層下陷區歷年累積下陷量

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

下陷

面積

(平

方公

里)

台北 宜蘭 彰化 雲林 嘉義 台南 高雄 屏東

圖 21 台灣地層下陷地區面積

根據經濟部水利署最新的統計資料,93 年度地層下陷速率:臺北盆地 2.9(公分/年、宜蘭縣

0.5(公分/年)、桃園縣 1.0(公分/年)、彰化縣 14.2(公分/年)、雲林縣 10.6(公分/年)、嘉義縣 8.7(公

分/年)、臺南縣 2.8(公分/年)、高雄縣 1.2(公分/年)、屏東縣 4.0(公分/年)(圖 22)。持續下陷面積

的變化則列於表 12 中。

值得注意的是高鐵沿線雲林元長、土庫、褒忠地區近年已成為雲林縣之下陷中心,民國九

十二年度下陷速率最大達 12.2 公分,其餘地區年下陷速率大多趨於緩和。

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2005 水環境教育教師研習活動

2.9

0.5 1

14.2

10.6

8.7

2.8

1.2

4

0

2

4

6

8

10

12

14

16

地層下陷速率

(cm

/yr)

臺北盆地

宜蘭縣

桃園縣

彰化縣

雲林縣

嘉義縣

臺南縣

高雄縣

屏東縣

圖 22 民國 93 年台灣各地地層下陷速率

表 12 持續下陷面積變化說明表(單位:平方公里)

地區 82~84 年度 89 年度 90~91 年度 92 年度 93 年度 台北 252 0 0 0 0 宜蘭 50 0 0 0 0 彰化 196 322 408 357 368 雲林 745 366 611 703 516 嘉義 197 173 212 269 269 台南 30 30 294 34 34 高雄 10 10 10 0 0 屏東 136 19 5 7 7 總計 1616 920 1540** 1370 1194

早在民國六十四年十一月起台灣省政府建設廳曾管制四湖、口湖、水林及北港四鄉鎮地下

水開發三年。但是即使停止使用地下水讓地下水位回升,這些已經發生的沉陷也很難恢復,大約

只能恢復十分之一到五分之一。因為這些土壤的壓縮是屬於塑性變形,當解除壓力時,無法完全

回脹。以台北市為例,地下水使用管制的結果,使得過去二十年之間台北盆地的地下水水位回升,

但是下陷仍在持續之中。經濟部水利署(2003)年之『台北盆地地下水水位及水質檢測計畫(三)』

報告中指出,根據歷年地下水水位高程面積變化顯示,民國六十五年水位在-40 m 以下之面積為

62.80 平方公里(佔 26.17%),水位在-20 m 以下之面積為 151.05 平方公里(佔 62.94%);迄民國八

十九年,地下水位均在-15m 以上,-10m 以上之面積為 13.19 平方公里(佔 5.50%),-10 m 以下之

面積為 18.80 平方公里,佔盆地面積 7.83%,海平面以下面積 180.36 平方公里,佔盆地面積

75.15%。台北盆地地下水水位長期間呈現逐漸上升之現象,近幾年已趨穩定。

在海水入侵方面,則是在海島或臨海地帶,因地下水超抽而導致地下水位降低,使得含水

層底部鹹水和淡水的介面上升。因為相對來說,下方比重較大的鹹水將急速上升,以保持一種靜

力平衡狀態。當地下水的水位降低時,為了達到靜力平衡,所以鹹水位會上升。通常,地下水面

降低 1 公尺,鹹水介面將升高 40 公尺。

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不透水層

1:40

地下水位下降 : 鹹水面上升 = 1:40

海水地下水含水層

已鹹化地下水 鹹水與淡水介面

地下水位面

淡水

圖 23 海水入侵示意圖

圖 24 90 年度屏東平原地下水導電度分佈圖

(由左上圖順時針方向依序為 0 – 60 m、60 – 120 m、120 – 180 m、180 – 240 m)

台灣目前懷疑因為地下水過度使用造成海水入侵的地區是屏東沿海地區,直至目前為止,

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2005 水環境教育教師研習活動

海水已向內陸深入最遠約 9 公里,平均每年向內陸入侵 300~500 公尺,受影響的面積從較深含

水層的 115 平方公里,至自由水層的 85 平方公里(圖 24)。估計因海水入侵而不能使用的地下

水儲量約有 30 億噸。除了高屏溪口附近受到海水入侵外,屏東的枋寮沿海也有一個面積約 6 平

方公里的小規模入侵區。 但是,根據一些學者專家的看法,這些侵入含水層的水也有可能是較

深地層的古海水,這些古海水也是因為地下水為降低,所以才引發向上的移動,因此問題的根本

還是地下水的過度使用。至於彰化雲林沿海淺層含水層的導電度升高,根據地質條件和該地區的

狀況研判,則應該是因為經年累月發生海水倒灌,導致土壤鹽化,連帶使得非拘限含水層的淡水

鹹化所造成的,可能與海水入侵無關。

參、台灣的地下水水質概況

一、地下水的物理與化學性質

地下水的溫度取決於埋藏的自然環境、地質條件與埋藏深度。其變化範圍較大。常年凍結

區,地下水溫度最低,常在 0°C 以下。而在火山地區或由深處上升的地下水溫度較高,有的達

100°C 以上。一般認為,地下水的溫度隨季節變化而變化,只是變化時間比氣溫的變化稍後,變

幅較小,一般在 8 – 12°C 之間。深層地下水與當地氣候變化關係很小,所以水溫變化小,但受

地熱影響較大。

從化學的觀點來看,地下水不是化學純水,而是一種溶液,其中溶有各種不同的離子、分

子、化合物及氣體。地下水的化學成分與工業、農業及生活用水的質量關係極大,尤其受土壤和

岩石的理化性質極大的影響。

地下水在其運動過程中,不斷地與各種岩石、土壤互相接觸、互相作用,溶解了許多物質。

地下水的這種化學成分的形成積累過程,稱為『礦化作用』。礦化作用的強弱是與地區的地質條

件、岩石性質、土壤、氣候以及地下水的補注、運動、排出條件等因素有關。地下水的比重決定

於其中所溶解鹽分的含量。地下淡水的比重通常可認為與化學純水的比重相同,其數值為 1。但

是在許多區域的地下水鹽分較高,屬於鹹水;水中溶解的鹽分愈多,其比重就愈大,有時可達

1.2 – 1.3。地下水的導電能力的強弱,取決於水中含有電解質的多少。由此,可判斷地下水中鹽

類的總含量。據測定,淡水與弱礦化水,1 cm3 水的導電性在 33×10-5 〜 1.3×10-3 ohm 之間。水

質之含鹽程度,依導電度值概分如表 13 中所示。

表 13 地下水含鹽程度分級

等級 導電度(µs/cm, 25°C) 含鹽程度 水質 1 0 – 250 含鹽量低 良 2 250 – 750 含鹽量中 可 3 750 – 2,250 含鹽量高 劣 4 2,250 以上 含鹽量極高 不適於使用

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到目前為止,在地下水中已經發現有幾十種不同元素,有些是大量存於地下水中的,另一

些則含量極微。在地殼中分佈最廣的元素如氧、鈣、鈉、鉀、鎂等,一般來說在地下水中也是常

見的。有一些元素,如矽、鐵等,在地殼中分佈雖廣,但在地下水中卻不多。而另一些元素,如

氯等則恰恰相反,在地殼中分佈極少,但在地下水中卻大量存在。這是由於它們的溶解度不同造

成的。最易溶解於水中的是一些鈉和鉀的氯化物、碳酸鹽和硝酸鹽,它們在水中的飽和量可達全

重的 40%。鈣鎂硫酸鹽,溶解度較差,其碳酸鹽就更差,這些物質的溶解度介於 0.1%至 0.001%

之間。而各種矽酸鹽,則實際上可認為是不溶於水的。各種物質的溶解度,除了決定於它們本身

的性質外,還與水溫有關,大多數鹽類的溶解度隨溫度的增高而加大,而氣體的溶解度則相反,

它隨溫度的升高而減少。除此之外,某種物質的溶解度還與水中的其他物質有關。例如,當水中

含有 CO2 氣體時,水對碳酸鹽的溶解能力可以增至三倍。

地下水中溶解的成分通常以離子形態、化合物分子狀態以及游離氣體狀態存在。地下水的

常見成分主要有氯化鈉(NaCl),硫酸鈉(Na2SO4),碳酸鈉(Na2CO3),重碳酸鈉(NaHCO3),氯化鈣

(CaCl2),氯化鎂(MgCl2),硫酸鈣(CaSO4),碳酸鈣(CaCO3),重碳酸鈣[Ca(HCO3)2],硫酸鎂

(MgSO4),碳酸鎂(MgCO3),等,其中又以 NaCl、MgCl2、Na2SO4、Ca(HCO3)2 為主。這些鹽類可

劃分為鹼性、硬性、鹽性三類,常見於各種不同礦化程度的地下水中,成離子狀態存在。因此,

地下水中主要有 K+、Na+、Ca2+、Mg2+、CO32-、HCO3

-、SO42-、Cl-等 8 種離子。此外,還可能

有 NO3-、NO2

-、OH-、Fe2+、Mn2+、NH4+和 H+。在鹼性水中矽酸亦可呈離子狀態存在,而在酸

性水中則有 Fe3+、Al3+等。以未離解的化合物狀態存在的有:Fe2O3、Al2O3 及 H2SiO3 等。

地下水中的氣體:主要有 CO2、H2S、O2、H2O 和 N2、CH4 以及氡等。這些氣體與地下水的

溶解性、腐蝕性以及對人體的影響都有很大的關係。地下水中的膠體物質:如氫氧化鐵

[Fe(OH)3],氫氧化鋁[Al(OH)3],矽酸(H2SiO3)和有機化合物。

水中的鈣鎂離子構成水的硬度。硬度對生活用水及工業用水的影響很大。用硬水洗衣,肥

皂起沫少,造成浪費。用硬水煮飯做菜,不易煮熟。鍋爐用水對硬度的要求很嚴格,因為硬水易

生成鍋垢,既浪費燃料,又易引起爆炸。

地下水的顏色取決於水中的化學成分及懸浮於其中之雜質。純水為無色,但當其水層厚時

呈天藍色,含腐殖質的水呈暗黃褐色,含有機質的化合物常呈灰色,含鐵多的水呈黃紅色(鐵銹

色),含 H2S 的水由於有膠體硫,呈翠綠色等等。含有懸浮雜質的水,其顏色取決於懸浮物的顏

色,顏色深淺則決定於懸浮物量的多少。

地下水中的礦物質和有機成分、氣體等使水具有各種味道。例如:含適量的重碳酸鈣時有

可口味道,含硫酸鎂或氯化鎂使水具有苦味,含鹽分過多的水有鹹味或澀味,含氧化鐵的水具有

鏽味。地下水的氣味(嗅)決定於它所含的氣體成分與有機物質。一般地下水無氣味。含 H2S 的水

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有臭雞蛋味,有機質過多時,具有難聞的腐爛的氣味。其他如泥土味等。

二、地下水污染

(一)、地下水污染的定義

根據『土壤及地下水污染整治法』,『地下水』的定義為『流動或停滯於地面以下之水。』『地

下水污染』則指地下水因物質、生物或能量之介入,致變更品質,有影響其正常用途或危害國民

健康及生活環境之虞。法規中對於『污染物』的定義是指任何能導致土壤或地下水污染之外來物

質、生物或能量。但是,假如光是看以上的定義,仍然不易瞭解究竟何謂『污染』?地下水與土

壤污染,除了法規中文字的定義之外,更必須與各種法定的水質標準比較,才能呈現具體的意義。

事實上,土壤與地下水中任何外來物質過多,廣義上來說都算是污染;即使這些物質在法

規上不被歸類為『污染物』。例如課程中提到的『海水入侵』現象,當地下水中鹽分過高,不適

合灌溉或養殖、以及工業和民生用途時,就算是一種污染;這類的污染對於環境和生態或許有影

響,也降低了地下水資源的價值,但是對於人類的健康並無直接的危害。

一般所謂的污染物係指經過主管機關根據研究結果認定會對於人體健康造成明確威脅的物

質。這些物質的來源可能是天然的也可能是因為人為排放的。不同物質對於人體健康危害的程度

不同,因此主管機關根據人類可能會透過不同管道(暴露途徑)攝取的量,推算在不同介質(土

壤、地下水等)中,這些物質可以容許存在的量,以此來作為法律上判定『污染』的依據。國內

在各種和水相關的法令中,有著因應不同目的訂定的水質標準。

土壤與地下水的污染是密不可分的。往往污染物通過土壤,往下滲漏到地下水中;反之,

被污染的地下水也會將污染物帶到原本未被污染的含水層土壤中。一般而言,土壤中的污染物是

隨著水的流動(廢水、雨水、地表水)而遷移,同時往下滲入表土層。部分污染物會因為土壤的

吸附作用而停留在土壤中,但是假如污染物的量和下滲的水量很充足,則這些污染物會繼續往下

滲,直達地下水含水層。因為吸附作用停留在土壤中的污染物,也會在日後因為水的入滲釋放出

來,被下滲滲釋放出來,被下滲的水繼續往下帶到更深層土壤或地下水含水層中。因此,往往將

被污染的土壤視為地下水的污染源。

台灣的地下水水質普遍不佳。除了受到特定污染源的污染如化工廠、加油站、儲油槽、一

般工廠之外,更因為各種一般性的人類活動造成。所謂的非點源污染,包括了農藥、肥料造成的

污染;家畜的排泄物處理不當不僅造成河川污染也會導致地下水污染。各地零星的工廠、民間的

化糞池等,也都是很普遍造成污染的污染源。此外,部分地區水井的管理不當,廢井後沒有妥善

封井,導致地表的污染更快速的傳播到地下水含水層。河川和地下水含水層之間良好的流通性,

也使得地下水水質受到河川水質的影響。另一方面,台灣地下水水質也受到地質狀況的影響。地

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下水中的鐵錳的含量較高,是地質因素。甚至於水中的砷含量過高,造成過去台灣流行烏腳病,

也並非因為人為污染導致,而是自然的地質條件造成。岩石與土壤中特定礦物成分豐富,加上台

灣地區位處於亞熱帶,腐爛植物導致土壤較酸性,乃至於近年來的酸雨等,都使得這些礦物成分

較容易溶解到水中。

(二)、地下水中常見的污染物

土壤地下水中的污染物質種類繁多,主要可以區分為有機污染物與無機污染物;此外,還

包括了如大腸桿菌等微生物。無機污染物包括了各種重金屬,以及強酸、强鹼,也包括了帶有輻

射性的核種。除了污染之外,水中的無機物來源有很多,一般台灣地區地下水中含量頗高的鐵和

錳,往往是因為本地區的特殊土壤條件造成,在加上近年來酸雨的作用,導致這些土壤中富含的

金屬以更高的速率溶出到水中。有機污染物則種類更為繁多,均為液體,其中主要可以區分為水

相(Aqueous Phase)與非水相(Non-Aqueous Phase)的污染物。水相的污染物係指與水可以互溶者,

包括有機酸和醇類等,通常此類污染物的危害度較低,因為其在土壤與地下水中較易為微生物分

解。非水相的污染物,大都為石化產品。與水不相混溶的有機液體統稱為非水相液體(Non-Aqueous

Phase Liquid, NAPL)。NAPL 依照和水的密度關係可分兩種,較水輕者稱為 LNAPL (Light

Non-Aqueous Phase Liquid),較水重者稱為 DNAPL (Dense Non-Aqueous Phase Liquid)。

在環境工程領域,通常所謂的污染指的是中小區域的局部性污染,包括了地表水、土壤、

地下水污染一般都是局部性污染的狀況,這些污染所對應的污染項目可見表 14,而這些污染物

分類如表 15,其中也同時列出這些污染物質對於環境生態和人類的影響。

表 14 局部污染影響水質項目

污染源 污染項目 市鎮廢水 大腸桿菌、TOC 工業廢水 重金屬、TOC、TOX 畜牧廢水 大腸桿菌、TOC、氨氮 土壤重金屬污染 重金屬 污染河川段 大腸桿菌、TOC 礦場廢水 重金屬 廢棄物掩埋場 重金屬、大腸桿菌、TOC 石化工業 BTEX、TOC 加油站 BTEX、TOC、TPH 註:TOC = 總有機碳;TOX = 總鹵化有機物;BTEX = 苯、甲苯、乙基苯、二甲苯四種油品中的致癌物質;TPH = 總

芳香烴族。

表 15 水中污染物一般分類

污染物種類 Class of pollutants 環境影響 Significance 微量元素 Trace elements 健康、水生物 Health, aquatic biota 金屬-有機物化合物 Metal-organic combinations 金屬傳輸 Metal transport 無機污染物 Inorganic pollutants 毒性、水生物 Toxicity, aquatic biota 石綿 Asbestos 人體健康 Human health 藻類養分 Algal nutrients 優養化 Eutrophication 放射性核種 Radionuclides 毒性 Toxicity

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酸、鹼、鹽分 Acidity, alkalinity, salinity (pollutants if in excess)

水質、水生物 Water quality, aquatic life

廢水 Sewage 水質、含氧量 Water quality, oxygen levels 生化需氧量 Biochemical oxygen demand

(BOD) 水質、含氧量 Water quality, oxygen levels

微量有機污染物 Trace organic pollutants 毒性 Toxicity 殺蟲劑 Pesticides 毒性、水生物、野生動物 Toxicity, aquatic biota, wild life 多氯聯苯 Polychlorinated biphenyls (PCBs) 可能的生物效應 Possible biological effect 化學致癌物 Chemical carcinogens 癌症 Incidence of cancer 石化廢棄物 Petroleum wastes 野生動物、美觀 Effect on wild life, esthetics 病原體 Pathogens 健康 Health effects 清潔劑 Detergents 優養化、野生動物、美觀 Eutrophication, wild life, esthetics 沈積淤泥 Sediments 水質、水生物、野生動物 Water quality, aquatic biota, wild

life 味道、顏色 Taste, odor, and color 美觀 Esthetics

大部分土壤與地下水中的污染物,對於人類和其他生物,大都不會造成立即的危害。主要

是因為濃度低且攝入量小。但是,長期飲用或使用被污染的地下水,會使得這些污染物累積在動

物體內。有些污染物是難以被被新陳代謝系統排出體外的,長期累積的結果就會對於人體健康造

成負面影響。許多有機污染物之所以被列為有害物質的原因,就是因為他們會提高動物的致癌風

險或者是孕婦產下畸形嬰兒的風險。在表 16 與表 17 中列出土壤與地下水中常見的污染物對人類

或動物生理機能的危害。

表 16 一般水中污染物來源與對人體健康之影響

種類項目 來源 對人體健康之影響 金屬類 微量元素 砷(Arsenic, As) 除草劑、殺蟲劑、染料、木材防腐劑 致癌、烏腳病 鋇(Barium, Ba) 核子反應爐和廢料 輻射性 鎘(Cadmium, Cd) 鎘鎳電池製造、塑膠、染料、油漆、電鍍、金

屬被覆 高血壓、泌尿系統疾病、痛痛病

鉻(Chromium, Cr) 防鏽處理、冶金爐、電鍍 致癌 Cr6+、肝壞死、尿毒症 鉛(Lead, Pb) 鉛酸電池、汽油、油漆、染料、除草劑、殺蟲

劑 貧血、腎臟疾病、神經系統

汞(Mercury, Hg) 電子業、水銀電池、化工、化學製藥、紙業、

油漆 急毒性、慢毒性、中樞神經

硒(Selenium, Se) 玻璃、電子、鋼鐵、橡膠、相片 較高劑量有毒性、致癌 銀 相片、鏡子、電鍍 皮膚、黏膜、眼睛出現藍灰斑點 鋅 煉銅業、鑄造、殺蟲劑、膠水、橡膠、墨水、

玻璃;廢棄物污泥 高濃度可能有有影響 鋅中毒

揮發性有機物(VOC) 溶劑、化工原料 可能致癌或導致其他系統疾病 半揮發性有機物(Semivolatiles) 溶劑、化工原料 可能致癌或導致其他系統疾病 殺蟲劑/除草劑 農業使用 可能致癌或導致其他系統疾病 其他 硝化物(Nitrate) 動物排泄物 氟化物(Fluoride) 含燐肥料製造、氫氟酸與氟化烴製造 傷害骨骼(黃牙病、氟骨症)

表 17 部分常見污染物質對於人體或動物健康的影響

物質 對於人體或動物健康的影響 鎘(Cadmium) 1. 骨骼疾病

2. 鎘可影響生殖系統. 精子成熟過程被抑制鎘氣中毒者之睪丸中曾被發現含高 量的鎘. 3. 蘇俄鎘中毒的婦女仍可懷孕生子, 但生出來的子女較未中毒者為輕. 4. 長期暴露在鎘氣下 (長達 8 年之久) 可引起骨質疏鬆及假性骨折症狀.(痛痛病) 5. 長期暴露鎘氣下者, 其得攝護腺癌, 肺癌者較平均值為高, 但死亡者是否抽煙 則無記錄

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鉻(Chromium) 1. 人類白血球以 2 及 4 ug/ml 三氧化鉻六水合物投予後白血球染色體錯亂率會明顯增加. 2. 鉻酸及鉻酸鹽作用器官如下: 血液, 肺部, 呼吸系統, 肝臟, 腎臟, 眼睛及皮膚. 3. 暴露在鉻元素, 六價及三價鉻所引起的症狀: 過敏性皮 膚炎. 4. 三氧化鉻會誘導哺乳類生物細胞高染色體錯亂率, 錯亂率昇高量隨投予時間多寡 (24-48

小時) 而增加, 這顯 示三氧化鉻遺傳毒性多寡和投予時間有關. 銅(Copper) 慢性銅中毒 (無論是工業性或非工業) 究竟有無存在 於人類仍有爭論, 以前歸因於銅中毒的病

例目前認為 大多數可能起因於銅和其它金屬混合作用所致, 尤其是鉛 砷(Arsenic) 1. 對砷的暴露致癌可能率涉到骨骼結構和肺部. 除此之外, 在陰囊﹑腎部﹑腹 部﹑鎖骨﹑

還有下胸部, 也似乎會有癌症發生。 2. 骨髓有嚴重傷害, 所有骨髓組織成份都被抑制. 造血功能的不正常最常 見的是無法再生

性貧血. 3. 在日本, 調查 214 個在 1955 年喝了受砷污染的牛奶的嬰兒, 和他們的弟妹成長情形做

比較, 發現這群嬰兒, 智商較低, 生長遲滯的情形較多, 近視, 腦 波圖不正常, 牙齒生長

情形不佳, 臉形不正常. 鉛(Lead) 腦部病變 硒(Selenium) 肝臟脂肪性變質及肝硬化 芳香烴 BTEX 等 1. 苯、甲苯、二甲苯、乙基苯

2. 致癌 3. 慢性苯中毒會引起白血球數目減少﹑貧血﹑血小板數目減少. 如果病況繼續下去則引起骨

髓之造血機能完全喪失. 而且苯與血癌之形成亦有密不可分之關係 氧化碳氫化合物 1. 丙酮、甲醇、乙醚、扶喃、MTBE

2. 致癌、畸形兒 鹵化物等(含氯、氟、

碘、硫、溴等)(大多為

溶劑)

1. Chloroform, 1-1 (or 1-2) Dichloroethane, Dioxins, Trichloroethanes (TCA), Trichloroethylene (TCE)

2. Tetrachloroethylene (PCE) - 對實驗動物有基因致癌性, 流行病學的 資料指出過氯乙烯可

能會增加人類肝臟及尿道癌 的發生率, 但資料仍不夠充分 氯乙烯 1. 對人類致癌性的證據: 充足

2. 對動物致癌性的證據: 充足 3. 綜合評估氯乙烯對人類致癌性可歸納為第一類: 氯乙烯對人類有致癌性 4. 美國肯塔基州 (Kentucky) 羅以斯瓦 (Louisville) 一座氯乙烯聚合工 廠曾有 10 個員工

第一次被偵測出和氯乙烯暴露有關的肝血管瘤 ( hepatic angiosarcoma), 臨床症狀有非特

殊性肝受損伴隨輕度肝功能測 驗結果異常, 胎胚致癌性抗原 (carcinoembryonic antigen) 及α- 胚 胎蛋白質 (alpha-fetoprotein) 兩者皆測不出來, 確認診斷只有在肝切 片檢查後

才能達成, 診斷確定後平均存活率是 12 個月左右, 明顯肝衰竭通常只是一個終末期前

的症狀, 也是致命的主因.

二、地下水水質監測

目前國內政府進行的經常性地下水監測基本上有兩大系統:環保署與經濟部水利署。環保

署於民國九十一年開始執行台灣地區地下水水質採樣監測,目前共有 431 口地下水監測井進行例

行性水質監測,監測項目包括水溫、導電度、pH、總硬度、總溶解固體、氯鹽、氨氮、硝酸鹽

氮、硫酸鹽、總有機碳、砷、鎘、鉻、銅、鉛、鋅、錳、鐵等 18 項,監測頻率為每季一次。

在水利署方面自民國七十七年度起由行政院農委會補助台灣省水利局辦理「改善台灣地區

地下水文基本資料收集系統之規劃研究」,分五期四年完成台灣地區之地下水觀測站網規劃。該

計畫之計畫之直接目標如下:

1. 建立台灣地區地下水監測系統以收集長期、整體之水文地質、地下水水文及地下水水

質資料。

2. 進行地下水水文及水文地質相關調查研究,以便充分瞭解各地下水區之特性,釐清各

地下水區之地質及水文系統。

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3. 建立地下水資料庫及整合性資訊系統(含決策支援系統)以利地下水資料之利用與共

享。

4. 訂定地下水資源利用與保育原則。

該計畫之間接目標為配合其他計畫(包括「地層下陷防治執行方案」)之推動,以達成下列間

接目標:

1. 各區地下水資源利用與保育方案之制定。

2. 各區地下水超抽及地層下陷防治方案之制定。

3. 區域性地表水與地下水資源之聯合營運與管理方案之研定。

該計畫自八十一年度起實施,即根據其階段性目標進行,規劃建立 517 站水文地質調查站及 990

口地下水觀測井。目前建置狀況如表 18 所示。經濟部水利署應用台灣區地下水觀測網之觀測網

作為地下水水質監測調查之目的為提供水資源單位調配地下水資源時之水質依據,並非進行污染

調查或潛在污染源的監測。

表 18 經濟部水利署觀測網建置統計

地下水 抽水 水文地質調查站 地區 建置年度 站數 井數(口) 站數 井數(口) 站數

81 7 17 2 3 8 82 18 35 5 15 20 83 23 58 4 10 25 84 - - - - 1 85 7 12 2 4 7 86 15 66 7 19 26 87 - - - - 6

濁 水 溪 沖 積 扇

小計 70 188 20 51 93 84 15 41 0 0 15 85 19 44 6 15 18 87 17 42 3 8 19

屏 東 平 原 小計 51 127 9 23 52

88 18 61 3 11 32 89 20 44 5 13 30 91 2 3 - - 6

嘉 南 平 原 小計 40 108 8 24 68

89 8 19 2 6 14 91 8 11 1 2 9

蘭陽 平原

小計 16 30 3 8 23 90 16 36 2 8 91(頭前溪中興工程) 1 1 1 1

新苗 地區

小計 17 37 3 9 29 91(樹林救旱井) 2 2 - - 台北

盆地 小計 2 2 0 0 合計 196 492 43 115 265

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圖 25 為標準水質監測井示意圖,環保署的地下水監測井就是按照這個標準設置的。水利署

的監測井的基本構造也與此大體類似,只是深度和尺寸、材料不同。環保署的地下水監測井多為

2 英吋直徑的 PVC 管,水利署監測井為 6 英吋之鍍鋅鋼井管或不鏽鋼井管。

地下水監測井的深度和井管開口的位置影響了是否能監測到污染,因此,在設置時必須詳

加考慮污染狀況與水文地質狀況。不同的監測井設置方式是否會採集到污染團的水樣的概況。水

利署的監測井在設置之前均經過嚴謹的佈井分析,選擇在監測結果對於水位與水質趨勢研判最具

有效益者,每一測站的距離約為 5 公里,大都設置於國中、國小校園內。在每一測站位置均設置

不同深度的監測井以監測不同含水層的水質,一般每站有 2 – 4 口的監測井,這些井的深度從最

淺的 40 m 左右到最深的兩百多公尺,可以反映出不同深度含水層的整體水質變化趨勢。環保署

的監測井也多設置於各地的國中小學之內,逐年陸續增加中。環保署的監測井深度多在 30 m 以

內,主要目的在偵測有污染之虞地區的拘限含水層(地表下第一個含水層)地下水現況;但監測

井深度較淺,不僅常難以偵測出地下水污染,更不易無法反應區域地下水質的概況。

圖 25 標準水質監測井示意圖

在監測井設置完成後,按照各主管單位排定的時程定期取樣監測。以環保署的監測井而言,

通常是每季監測,但也往往因為經費不足,所以可能每年才採樣一次。水利署的監測井因為各井

都設置水位自動監測設備,取樣監測較為困難,同時原本也不是以水質監測為主,所以監測水質

取樣的時距較長,通常為一年採樣一次。

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取樣可利用抽水馬達或者是貝勒管(Bailer)以人工取樣。取樣時必須先抽出在井中停滯已久

的水,才能取得地層中的代表性水樣,這稱為洗井。地下水的分析項目端視目的不同,項目各異。

但是因為洗井與取樣頗為耗費時間,且分析的經費昂貴,所以並不是一件很容易達成的工作。

地下水的水質監測項目,會因為監測的目的而異,且會因為配合不同法規所規範的水質標

準項目訂定監測分析的水質項目。一般而言,地下水基本水質監測項目包括了溫度、酸鹼度、導

電度、氧化還原電位。在可疑污染物方面,通常監測項目為八大重金屬,鉛、砷、鉻、銅、鋅、

鎘、銀、汞,此外也會分析鐵、錳兩項金屬。

除了眾所周知工業排放的廢水和掩埋的廢棄物會對地下水造成污染之外,農業行為也會影

響地下水的水質。農業活動對地下水水質可能造成的影響則在於農藥的使用,包括除草劑、殺蟲

劑與肥料等。因此,主要的水質項目異常可能在於水中所含的農藥與肥料的成分。因為農藥本身

在自然環境中不易分解的特性,藉由對於水樣中農藥成分的分析可以得知農業對於地下水水質的

影響。而一般使用的肥料在自然環境中較易於分解,但是肥料的主要成分為氮、磷、鉀,因此農

業施肥對地下水質的影響也在於地下水中這幾種物質的成分變化。由於鉀和土壤與地下水中自然

存在的金屬離子一樣,不是為有害環境或人體健康,因此一般並不檢測。而磷與氮在自然環境中

因為氧化還原作用,因此會以多種型態出現。因此在分析檢驗的項目中,分別以總磷來涵蓋所有

的磷含量,然而,因為優養化的問題主要是針對地面水體,對於地下水體並沒有這個問題,且磷

又不屬於對人體有害的物質,因此一般在地下水水質分析中通常不包括對磷的分析。此外,因為

製造過程的關係,肥料中可能也含有銅、鋅等金屬成分。

氯鹽於正常濃度時對人體並無影響,其濃度太高時,則對心臟病、腎臟病患者造成影響,

同時,高濃度氯鹽會加速鐵管、鍋爐和其他給水設備的腐蝕,並對農作物的生長有所妨礙。另氯

離子為人體細胞維持正常滲透功能所需,故一般生活污水中亦有氯鹽存在,可做為污染指標。

在氮的方面,因為氮對於優養化問題所扮演的角色更遠勝過磷,因此一般地面水體的水質

檢測分析通常會包括。除了前述的氨氮之外,亞硝酸鹽類與硝酸鹽類中所含的氮為氮主要的存在

形式。水中之總氮為硝酸鹽氮、亞硝酸鹽氮、凱氏氮(氨氮與總有機氮之和)之總合。因此,在

地下水水質分析中以分析這三者來瞭解氮的存在狀況。其中,亞硝酸鹽氮可能造成藍嬰症,因此

較為重要。

三、台灣地區地下水水質

臺灣地區近年來由於人口增加、工業發達及養殖面積持續增加,地下水利用量激增,除因

地下水大量之超抽造成部份地層下陷災害之外,許多地區的地下水質也逐漸惡化。

(一)、民國 70 年代地下水水質概況

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為了便於瞭解台灣地下水質的變化趨勢,在此列舉民國 70 年代台灣各地區地下水水質概

況,做為參照基準:

臺北盆地

1.水質略偏鹼性。

2.鐵、錳含量較高。

3.農藥、鉛、砷、鉻、銅、鋅、鎘等毒性物質均未超出飲用水質標準。

4.氨氮偏高。

5.總硬度、溶解固體量、氯鹽、電導度等有部份水井偏高。

6.水質隨時間之變動性較不明顯。

桃園中壢臺地

1.淺層地下水之水質較深層地下水水質差。

2.水質偏酸性。

3.深層地下水之電導度均低於 750 µs/cm,淺層地下水有部份超出灌溉水水質標準。

4.鐵、錳含量較高。

5.氨氮、總菌落數、酚類偏高。

6.農藥、鉛、砷、鉻、銅、鋅等毒性物質均未超出飲用水質標準。

7.總硬度、氯鹽等一般水質尚未超出飲用水質標準。

新竹苗栗沿海地區

1.淺層地下水之水質較深層地下水質差。

2.水質偏酸性。

3.除少數地區,電導度大都在 750 µs/cm 以下。

4.鐵、錳含量較高。

5.總菌落數、氨氮偏高。

臺中地區

1.淺層地下水之水質較深層地下水差。

2.pH 值在 6〜8 之間。

3.鐵、錳、鋅、鉻含量較高。

4.氨氮、總菌落數偏高。

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濁水溪沖積扇

1.較都市化之市鎮,其淺層含水層之氨氮有偏高之趨勢。

2.彰化縣部分地區重金屬地下水濃度含量略高。

3.地下水質較差的區域污染性工廠密度亦高。

4.沿海區域之鄉鎮有海水入侵水質惡化的趨勢。

嘉南平原

1.嘉南平原地區水井中濁度大,且電導度與氯鹽濃度高顯受海水污染。

2.嘉南平原地區山區邊緣之水質較沿海鄉鎮水質為優。

3.嘉義縣地下水井中含砷量較高地區遍佈在布袋、義竹、鹿草、六腳一帶。

4.78 年調查中之電導度與 70 年水資會調查結果比較,有濃度增加的趨勢,可能是地下水超

抽使鹽化情形加重。

屏東平原

1.自民國 70 年以後,屏東平原地下水水質逐步惡化。

2.沿海地區水質較內陸水質差,其中以電導度及氨氮為最。

3.鐵、錳含量較高。

4.水質偏鹼性。

5.農藥、鎘、鉻、銅、鉛、鋅等毒性物質未超出自來水水質標準。

6.屏東平原地下水,除沿海地區外水質尚佳。

蘭陽平原

1.頭城、壯圍、五結等地之電導度、氯鹽等水質含量偏高,已有海水入侵現象。

2.冬山等地深井砷普遍過高,且有逐年升高趨勢。

3.蘭陽溪以北臨海養殖地下水超抽現象明顯。

花東縱谷

1.玉里水質偏鹼性,其餘地區各項檢測項目大致均合於標準。

2.本水區內地下水質適合各標的使用,唯工業用水需先軟化。

3.花東海岸山脈東側位於劃定水區之外,但仍有地下水利用,鐵、錳、 總硬度等經常過高。

4.花東縱谷地下水質整體而言應為十個地下水區中最佳者。

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澎湖地區

1.水質偏鹼性,多在 8.0 以上。

2.電導度、氯鹽普遍過高。

3.鐵、錳偏高,以馬公、白沙較為嚴重,且含量有逐漸上升趨勢,可能 為地質因素。

4.細菌殖數,大腸菌類數在深、淺井均有過高現象,若為飲用應慎為處理。

(二)、環保署地下水水質監測結果概要

環保署針對台灣地區之區域性淺層地下水(距地表 15 至 20 公尺以內),已建立水質監測站

網,並自九十一年度起執行為期 3 年之地下水水質採樣監測計畫,就北、中、南三區已設置之

132、97 及 202 口監測井(總計 431 口監測井),進行地下水水質監測,監測頻率為每季一次,

監測項目為水溫、氫離子濃度指數(pH)、導電度、總硬度、總溶解固體物(TDS)、氯鹽、氨

氮(NH3-N)、硝酸鹽氮(NO3-N)、硫酸鹽(以 SO42- 計)、總有機碳(TOC)、砷、鎘、鉻、銅、

鉛、鋅、錳等共 18 項,以瞭解區域性地下水質情形,並以根據『土壤及地下水污染整治法』訂

定地下水污染監測基準(第二類)3作為比較依據。相關監測結果均公告於環保署網站供各界參

考,其中達地下水污染第二類監測基準之主要項目為氨氮、鐵、及錳。鐵、錳含量偏高地區可能

與特殊之地質組成有關。

各項水質項目之合格率計算方法如下:

%100×=監測次數單一水質監測項目有效

基準之總次數單一項目水質符合監測單一項目合格率 (5)

%100×=監測項目

之總和各水質監測項目合格率平均合格率 (6)

根據環保署 92 年地下水年報(環保署,2003)中分析九十二年度全國 431 個地下水質測站

監測結果,顯示符合地下水監測基準之平均合格率為 89%。其中總硬度、總溶解固體、氯鹽、

總有機碳、硫酸鹽、硝酸鹽氮、砷、鎘、鉻、銅、鉛與鋅的合格率皆大於 90%;氨氮與重金屬

鐵、錳之合格率則較低,氨氮合格率為 56%,鐵合格率為 62%,錳合格率為 47%。

依地下水區劃分,比較各水區之分項合格率計算結果,一般水質項目中以氨氮合格率普遍

較低,而且以濁水溪沖積扇水區為最低(16%),台北盆地次低(39%);花蓮台東縱谷及澎湖地

3在地下水污染監測基準及管制標準中,將地下水分為第一類與第二類,第一類係指飲用水水源水質保護區內之地下水水

質,第二類為第一類以外之地下水水質。

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區則較高(分別為 91%、90%)。總溶解固體及氯鹽合格率皆以澎湖地區為最低(分別為 69%、

74%),其餘一般水質項目合格率均大於 75%。重金屬項目中,錳之合格率普遍較低,而且以濁

水溪沖積扇水區最低(17%),台北盆地次低之(28%);花蓮台東縱谷及澎湖地區則較高(分別

為 91%、90%)。九十一年第四季開始增測之鐵項目今年亦較低,而且以濁水溪沖積扇水區最低

(31%),台北盆地次低之(41%);花蓮台東縱谷及澎湖地區則較高(分別為 95%、97%)。

整體而論,比較九十二年度各水區之地下水監測結果,以花蓮台東縱谷水區之地下水水質

狀況最佳。

根據環保署的監測資料顯示,濁水溪沖積扇(包括嘉南平原北段)的地下水水質,由各分析項

目結果與自來水水質標準比較,顯示大腸菌密度、鐵及錳均曾超過標準。由於地層結構等因素,

地下水中鐵、錳含量本就偏高,但若以此地區的地下水供作自來水使用,其適用性值得商榷。另

外大腸菌密度、硫酸鹽及氨氮等問題亦須做適當處理後,方可適用。若以灌溉用水水質標準來比

較,不符標準的情況明顯降低,出現超出標準次數較多的分析項目為導電度及硫酸鹽。一般而言,

淺層的水質較差較易受影響,其中濁水溪沖積扇硬度過高的問題普遍存在,值得注意。

濁水溪沖積扇的地下水背景水質,其硬度及錳含量皆偏高。污染分布概略在中游地區部分

顯示有較大的差異,尤其沿濁水溪兩岸,應比較此地區地下水質受河川水質的影響與相互流動的

關係。地下水質一般以深層水質較佳,由空間的觀點來看,靠濁水溪主流者水質較佳。另從硫酸

鹽及氯鹽的空間分布顯示由入海口至中、下游皆偏高,可能是受海水影響。從總溶解固體物、導

電度及硬度等的空間分布看來,上游的背景水質較佳,但部分地區顯示有家庭污水及農業污染,

尤其在彰化縣部分。

屏東平原方面,以現有的各項水質標準和擬議中的地下水水體分類水質標準(甲、乙、丙

三類)比較,顯示屏東平原地區地下水水質各分析項目超出標準的情況,以超出擬議中的地下水

體分類標準(甲、乙、丙類)為最多,包括有硬度、硫酸鹽、氨氮、鐵、錳、銅及鋅超過標準的

井數非常多。

屏東平原淺層的水質普遍較差,似乎較易受影響。由氨氮濃度分布顯示屏東平原的污染範

圍相當分散,整個平原地區甚至到靠近山區都有發現,且都以第一、二層含水層較高,受污染的

區域已不只在沿主要河川部分,顯示非點源污染是存在的。高屏溪與東港溪交會口的海岸地區為

最高氨氮濃度分布的區域,且濃度集中方向朝海增高,考慮氮一般並非以海水為主要來源,推估

可能為土地或河道所帶來的污染物質,流至本區因屬海水入侵區域,無法向海擴散,而集中於本

區的淺層地下水層。另赤山、內埔、萬巒、老埤等站,亦為氨氮濃度高分布區,由於該區域為農

業區,透露出農業污染可能相當普遍。

就屏東平原地區的土壤於農業的適用性而言,本地區部分地下水質仍屬中性,除了沿海地

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區海水入侵影響外,其他無明顯問題。高屏溪與東港溪的出海口附近,地下水總溶解固體物含量

多,顯示河川與地下水系統的相互影響在本地區是非常旺盛的,此結果與海水污染也有相關。硬

度方面,於沿海及高屏溪中下游兩岸有偏高趨勢,但應非源自背景水質且與海水入侵範圍不儘相

同。

(三)、水利署地下水水質監測結果

由於水利署的監測井深度較深、涵蓋多個含水層,且水質分析項目較多,因此其地下水水

質資料較環保署的地下水水質資料更具有意義。

1、台北盆地

圖 26 台北盆地地下水觀測井位置圖(經濟部水利署,2003b)

經濟部水利署近年來在台北盆地內進行地下水水質採樣分析,該計畫採樣深度均位於地面

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40 m 以下。台北盆地內,九十一年三月實際進行地下水水質檢測之觀測井共 21 處,九十一年九

月因樹林信華紡織關廠及土城百能鉛筆水井停用,共有 19 處(圖 26)。

根據檢測結果,台北盆地地下水之酸鹼值(pH 值),均合乎飲用水標準。總溶解固體濃度均低於

第二類地下水監測基準。若根據導電度分析,則:(1)盆地內地下水質,以新店溪水系地下水質

最佳,導電度值低於 250 µs/cm,屬於水質良好地區;(2)大漢溪水系水質次之,其導電度值介於

250 至 750 µs/cm 間,屬於含鹽量中度地區;(3)基隆河水系以及淡水河出口處次之,其導電度

值介於 750 至 2,250 µs/cm,屬於含鹽量高度地區;(4)盆地內導電度值未有高於 2,250 µs/cm 以

上者。最大值發生於國父紀念館,其值為 1,589 µs/cm。

依據飲用水標準,九十一年三、九月氯鹽合格率為 95.2%、94.7%,均較上年度為佳;依第

二類地下水污染監測基準,合格率均為 100%。

氮化合物之存在與有機物之存在相關,氨態氮為水肥、家庭污水、酸酵工業及動物排泄物

等所產生,氨氮的存在,表示受污染的時間短,而硝酸鹽氮的存在表示受污染的時間長。氨氮之

合格率在飲用水及第二類地下水污染監測基準兩種標準中,91 年三月分別為 28.6%、23.8%,不

合格水井地區主要在台北市內以及土城、板橋、新店、新莊。整體而言氨氮污染頗為嚴重;由於

氨態氮主要為家庭污水、醱酵工業、水肥及動物排泄物等所產生,顯示台北市內由於人類生活及

動物產生之排放物,影響地下水水質氨氮含量甚巨。硝酸鹽氮之合格率,依飲用水標準及第二類

地下水污染監測基準均為 100%。亞硝酸鹽氮濃度,依據飲用水質標準,合格率 95.2%,僅新莊

輔仁大學檢測 0.127 mg/L 略大於飲用水標準(0.1mg/L)。

鐵、錳大部分來自地層中之礦物,少數鐵會存在於地表水中或地下水中,而其存在的形式

以膠體粒子或與有機物鍵結的型式存在,若水中 pH<3 則以 Fe3+存在,若 pH>3 則以複合物型式

存在。含鐵、錳的水會引起配水管、冷卻系統繁殖鐵細菌而腐蝕。地下水中鐵、錳含量稍高時,

因其屬影響適飲性物質,不致對健康造成影響。

依據飲用水標準,九十一年三月鐵濃度合格率為 23.8%。九十一年三月鐵濃度合乎第二類

地下水監測基準之合格率為 47.62%;九十一年九月對飲用水標準及第二類地下水監測基準之合

格率分別為 21.05%,57.89%。錳之濃度,與九十年三月相較,九十一年三月符合飲用水標準合

格率 52.3%;符合第二類地下水污染監測基準者合格率 57%。

2、高雄地區

高雄地區地形平緩,高度大都在 20 m 以下。台灣造山前緣斷層在鹽水溪北岸一帶經過此地

區,因此本地區地質以一系列褶皺構造為主、機盤深淺差異很大。在向斜構造內的觀測井,如五

林、仁德,鑽深至 250 m 仍不見基盤,但位於背斜之岡山、一甲等站,不及 40 m 及鑽探到基盤。

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因此在水文地質上,暫將上部 50 m 的觀測井分為含水層一,深度 50 m 以下的含水層因有背斜

地層相阻隔,雖然深度相同但無法連通。因基盤很淺,除少數向斜地區,含水層都淺於 60 m。

根據地下水中氚濃度分佈比對結果顯示 40 年來的地下水自然補注僅侷限於深度 50 m 以內;深度

50 m 以下的地下水都應屬於自然的地下水,且應沒有人為污染。本區登記水權的地下水井共 1220

口,大都以淺井為主,深度超過 100 m 者少於 10%(經濟部水利署,2002)。

水利署於高雄地區建置之觀測井目前共有 18 站,分層觀測井 33 口,分佈間距約每 5 公里

一站。觀測深度最深達 262 m。以下為水利署 2002 年檢測高雄地區地下水質的結果(經濟部水

利署,2002)。

91 年導電度檢測共 28 口超過 750 µS/cm,計 93%。第一層導電度差異非常大;靠山邊的觀

測井取得水樣導電度較小,愈往西、往海邊導電度遞增,沿海地區地下水導電度高達 10000 –

80000 µS/cm。在垂直方向,含水層愈深導電度愈大;硫酸鹽與氯離子濃度也和導電度分佈趨勢

相符合。比較 90 年和 91 年的資料顯示本地區水質鹹化趨勢相當快,43%的井變鹹、23%變淡。

91 年度檢測砷濃度有 26 口超過限值,第一含水層除鹽埕以外都超過限值,以岡山一帶濃度

最高;第二含水層除成功與港和外都超過限值;第三含水層除港和外,都超過限值。

91 年度鐵檢測結果有 27 口超過水源水質標準限值(0.3 mg/l),佔總檢測井數 33 口中之 90%。

所有觀測井水樣中,錳均超過水源水質標準限值(0.05 mg/l)。

鋅銅鎘鉻鉛銀汞中,僅有 4 口井的鎘濃度超過水源水質標準限值(0.01 mg/l),其餘皆低於標

準。

硝酸態氮、亞硝酸態氮都符合水源水質標準。氨氮的標準有兩種:自來水水源水質標準、

簡易自來水水源水質標準,各為 1 mg/l 與 0.1 mg/l。91 年檢測結果共 28 口超過 0.1 mg/l,其中 8

口介於 0.1 – 1 mg/l,20 口超過 1 mg/l。本地區較深層氨氮濃度較高、靠海地區氨氮濃度亦較高,

可能與地層沈積環境有關。

91 年大腸菌檢測結果,檢測 15 件中有 6 件顯著檢出(> 300 CFU/100ml),7 件微量檢出,2

件未檢出。

本地區環保署地下水監測井深度均小於 15 m,89 年監測資料顯示銅鎘鋅濃度均符合標準,

鉻有 6 口超過標準,硝酸態氮有 8 口超過 1 mg/l 但低於 10 mg/l,氨氮有 5 口(22%)超過 1 mg/l。

表 19 91 年度高雄地區地下水水質監測結果(經濟部水利署,2002)

總檢測樣本數 評估標準 超過標準樣本數 百分比

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大腸菌 15 >300 CFU/100ml 6 40% 導電度 33 750 µS/cm 31 94% 砷 33 0.05 mg/l 26 79% 鐵 33 0.3 mg/l 29 88% 錳 33 0.05 mg/l 33 100% 重金屬 33 備註 0 0% 硝酸鹽氮 33 1 mg/l 1 3% 硝酸鹽氮 33 10 mg/l 0 0% 氨氮 33 1 mg/l 23 70% 氨氮 33 0.1 mg/l 31 94% 甲烷 33 5000 ppm 3 9% 總有機碳 33 4 mg/l 14 42% 環保署飲用水水源水質標準:鋅(5.0)、銅(1.0)、鎘(0.01)、鉻(0.05)、鉛(0.05)、銀(0.05)、汞(0.002),單位

mg/l。

3、濁水溪沖積扇

經濟部水利署於濁水溪地區設置之地下水觀測網觀測井的深度,一般介於 200 – 300 m 之

間,但最深可達 350 m。觀測井總數共有 191 口。第一層含水層 0 – 50 m 約有 60 口井,其中僅

20 口深度小於 15 m。水利署在扇頂區有 20 口以上之觀測井。環保署在此地區的監測井共 37 口,

深度介於 6 – 15 m,多分佈於中下游地區,扇頂區域未設置。

90 年度導電度監測結果,超過 750 µS/cm(不適飲用)之井共有 48 口,約佔全部(共 191 口)

之 25%。超過 1500 µS/cm(非淡水)之井共有 12 口,約佔全部(共 191 口)之 6%。數據顯示彰雲地

區地下水水質以淺層水較鹹,越深層地下水水質越淡,鹹化區(如以導電度>1500 µS/cm)分布於

淺層之沿海地區與深層之雲林沿海地區(宜梧、金湖)。淺層含水層除扇頂補注區水質較淡之外,

淺層地下水往下游方向,水質變鹹,70%以上地區的淺層地下水導電度超過 750 µS/cm。深層地

下水鹽化集中於雲林沿海的海園 – 宜梧一帶,離岸約 3 – 5 km,但在瓊埔站鹽水(深度 50 – 90 m)

分佈可達離岸 10 km。從靜水位分布看出,本區本層地下水流由西往東流,因此由區域性的水位、

水質、電測資料,皆指出本區淺層地下水應有海水入侵現象或海水倒灌造成鹽水滲入,最遠距海

岸達 5 公里(經濟部水利署,2001)。

90 年度水利署淺層含水層觀測井(58 口)地下水之砷濃度超過飲用水水源水質限值(0.05 mg/l)

有 31 口(53%)。91 年度監測淺層地下水中之污染性重金屬濃度共 38 口。僅有 6 口井鋅濃度超過

飲用水源水質限值(5.0 mg/l)(鍍鋅管建井,因此很可能水中的鋅來自井管腐蝕),91 年檢測 44

口,有 6 口鋅濃度高於 1 mg/l。其餘重金屬濃度都在飲用水限值內。環保署淺層監測井的資料則

顯示有 5 口井鉛濃度飲用水水源水質標準 0.05 mg/l。

本區扇頂硝氮經多年檢測,證實在扇頂區分布很廣,並且學者認為硝氮主要來自農業化肥

污染。歷年監測扇頂的硝態氮濃度,顯示濃度有逐年增加之趨勢。90 年硝氮總檢測數為 44 口,

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都位於扇頂補注區及淺層易受污染之含水層,其中濃度超過 0.5 mg/l 有 23 口(52%),有 3 口大於

10 mg/l (水源水質標準)。

91 年加強扇頂地區硝酸態氮檢測,區分為四區:彰化扇頂區井平均濃度 5 – 8 mg/l(田中最

高),山區井平均濃度約 6 – 12 mg/l(新光最高),雲林扇頂區井平均濃度約 4 – 9 mg/l(六合最

高),斗六沖積扇頂平均約 6 – 12 mg/l(古坑最高)。新光、古坑地區的地下水已不適合做為飲用

水水源(經濟部水利署,2002)。

經濟部水資源局於 90 年度委託聯合技術學院挑選四口觀測井(坪頂、新光、二水、田中)檢

測地下水中有機磷農藥的濃度,檢測項目有美文松等 21 項,四口觀測井都檢出微量有機磷農藥

成份。其中二水觀測井其亞素靈濃度為 0.004 mg/l,已超過管制限值(0.003 mg/l)。

90 年度大腸菌檢測結果,共檢測 48 件,檢出微量(1 – 200 CFU/100ml)有 7 口(15%), 檢出顯

著(>200 CFU/100ml)有 20 口(42%)。

表 20 91 年度環保署彰雲地區地下水水質監測結果(經濟部水利署,2002)

總檢測樣本數 評估標準 超過標準樣本數 百分比 導電度 34 750 µS/cm 25 74% 鋅 34 5.0 mg/l 0 0% 銅 34 1.0 mg/l 0 0% 鎘 34 0.01 mg/l 0 0% 鉻 34 0.05 mg/l 0 0% 鉛 34 0.05 mg/l 5 15% 硝酸鹽氮 34 1 mg/l 10 29% 硝酸鹽氮 34 10 mg/l 0 0% 氨氮 34 1 mg/l 12 35% 氨氮 34 0.1 mg/l 27 79% 總有機碳 34 4 mg/l 0 0% 環保署飲用水水源水質標準

4、屏東平原

水利署在屏東平原建置之地下水觀測井共 133 口。

90 年度屏東地區地下水導電度之檢測結果,第一含水層(0 – 60 m)的導電度較其他三個含水

層高,沿海的導電度又較內陸的地下水高,最高的導電度為 53200 µS/cm (崎峰一),最淡的地下

水為 175 µS/cm (老埤一),總數 41 口中,超過可飲用標準(750 µS/cm)有 17 口,表示第一含水

層有 41%的井不適合飲用。第二含水層(60 – 120 m)最高的導電度為 38400 µS/cm (石化二),最

淡的地下水為 167 µS/cm (大樹二),總數 36 口中,超過可飲用標準有 7 口(19%)。第三之一含水

層(120 – 180 m)最高的導電度為 28000 µS/cm (林園二),最淡的地下水為 178 µS/cm (泰山二),

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2005 水環境教育教師研習活動

總數 35 口中,超過可飲用標準有 4 口(11%)。第三之二含水層(180 – 240 m)最高的導電度為

50900 µS/cm (東港四),最淡的地下水為 283 µS/cm (彭厝二),總數 21 口中,超過可飲用標準有

7 口(33%)。各含水層導電度總檢測數為 133 口,其中有 36 口(27%)超過 750 µS/cm,表示太鹹

不適飲用。91 年度導電度檢測 134 口,有 36 口超過 750 µS/cm。

90 年度監測淺層地下水中之污染性重金屬濃度共 40 口,鋅、銅、鎘、鉻、鉛濃度都在飲用

水限值(0.01mg/l)內,銀、汞檢測結果皆在儀器偵測極限下。

89 年度屏東地區的硝態氮濃度若以 0.5 mg/l 作為污染濃度,顯示第一含水層的分布最廣,

達平原的 1/2 面積,往第二含水層分布面積仍可達 1/3,至第三含水層分布在隘寮溪及林邊溪兩

沖積扇的扇頂部份。90 年度持續監測扇頂的硝態氮,顯示濃度降低許多,可能的解釋為 90 年採

樣為雨季而且颱風很多,因此水樣代表雨水(地面水)沖淡的結果。90 年硝氮總檢測數為 44 口,

都位於扇頂補注區及淺層易受污染之含水層,其中濃度超過 0.5 mg/l 有 32 口(73%),但沒有大於

10 mg/l 的井。91 年檢測扇頂地下水硝酸態氮濃度持續偏高,檢測 53 口都位於扇頂補注區及淺

層易受污染之含水層,其中超過 0.5 mg/l 者有 50 口(94%),但尚未達 10 mg/l。

總有機碳有 6 口超過 4 mg/l。

90 年度選擇監測深度較淺的各站一號井,共檢測 56 件,發現 43 件有檢出大腸菌,其中檢

出微量(1 – 200 CFU/100ml)有 10 口(18%),有 33 件(59%)的大腸菌群超過 200 CFU/100ml(經濟

部水利署,2001)。

環保署監測資料共 27 筆,地下水中重金屬濃度僅銅有 12 口濃度高於 0.01 mg/l,但所有項

目均符合水源水質標準。硝酸態氮有 22 口(82%)超過 1 mg/l,其中超過 10 mg/l 者有 4 口。

表 21 91 年度環保署屏東地區地下水水質監測結果(經濟部水利署,2002)

總檢測樣本數 評估標準* 超過標準樣本數 百分比 導電度 27 750 µS/cm 8 30% 鋅 27 5.0 mg/l 0 0% 銅 27 1.0 mg/l 0 0% 鎘 27 0.01 mg/l 0 0% 鉻 27 0.05 mg/l 0 0% 鉛 27 0.05 mg/l 0 0% 硝酸鹽氮 27 1 mg/l 18 67% 硝酸鹽氮 27 10 mg/l 4 15% 氨氮 27 1 mg/l 3 11% 氨氮 27 0.1 mg/l 21 78% 總有機碳 27 4 mg/l 5 19% *環保署飲用水水源水質標準

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5、嘉南地區

民國 88 年,台灣地區地下水觀測網建置,目前已建立觀測站 18 站,分層觀測井 100 口,

分布間距約每五公里一站(經濟部水利署,2001)。

嘉南地區地下水中氚濃度比對深度分布顯示 40 年來的地下水自然補注,僅限於上部 60 m

內的地層。同理,人為污染應僅局限於上部 60 m 範圍內,深度 60 m 以下的地下水都屬於自然

的地下水,沒有人為污染(劉聰桂,1999)。因此,第一含水層以下的深層水,若有水質超限的情

形,應是自然地化反應的結果,並非人為污染,例如氨氮,砷等。

90 年檢測導電度超過限值(750 µS/cm)之井共有 82 口,約佔全部之 82%。第一含水層導電

度差異非常大,靠山邊的觀測井,導電度較小,往西越往海邊導電度漸漸升高,沿海的地下水導

電度高達 50000 - 70000 µS/cm。在垂向方面,含水層越深地下水越淡(導電度約小),第四含水層

除了三股及安慶站,導電度皆在 20000 µS/cm 以內。

含砷地下水長期食用會引起烏腳病,環保署水源水質的限值為 0.05 mg/l。90 年度數據砷濃

度較大,超過飲用水源限值的井數為 72 口。第一含水層的超限區域,大致分布在曾文溪北岸及

南科新市一帶,第二含水層的超限區域,也大致分布在曾文溪北岸及南科新市一帶,但值得注意,

濃度比第一含水層升高許多,第三含水層除東南邊外,都超過 0.05 mg/l,濃度最高在曾文溪口,

十份二﹑台南三等井,甚至高達 1 - 2 mg/l,第四含水層除了白河及仁德三外,全部多超過 0.05 mg/l。

一般地下水中普遍含有鐵錳,環保署水源水質的限值分別為 0.3 及 0.05 mg/l。90 年度檢測

97 口觀測井結果,共有 81 口鐵離子濃度超過限值(0.3 mg/l),83%超過限值,可能本區地下水中

溶鐵為自然現象,地層中礦物質溶出,絕大部份應非污染來源。90 年度檢測 97 口觀測井結果,

共有 88 口(91%)錳離子超過限值。可能本區地下水中含微量錳為自然現象,來自地層中礦物質溶

出,絕大部份應非污染來源。

90 年度監測淺層地下水中之污染性重金屬濃度共 100 口,八種重金屬都在飲用水源水質限

值內。

90 年度大腸菌檢測結果,共檢測 29 件,發現 19 件(65%)明顯檢出(> 300 CFU/100ml)、6 件

(21%)微量檢出(< 300 CFU/100ml),4 件未檢出。

硝酸態氮 90 年度檢測結果,只有 2 口超過 1 mg/l,但沒有井超過 10 mg/l。因本區觀測井地

下水多屬還原環境,所以較不利硝氮存在,反之,氨氮的濃度非常高。本區地下水中的氨氮也屬

常見,環保署水源水質標準有兩種:1 及 0.1 mg/l,前者為自來水及簡易自來水標準,後者為社

區用水及包裝水標準。90 年檢驗結果,全部 100 口地下水氨氮都超過限值 0.1 mg/l,其中 13 口

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介於 0.1 – 1 mg/l 之間,87 口大於 1 mg/l。分析顯示,氨氮的分布並沒有深度上的規律,推測氨

氮的濃度與地下水年代,並沒有明顯關係;但高濃度氨氮的分布都接近海岸,可能和當時地層的

沉積環境有關係。

比較 90 – 91 年導電度變化,40 口變鹹、10 口變淡,變鹹的原因可能為井管腐蝕導致淺層

鹹水滲入井內(經濟部水利署,2002)。

本區內環保署監測井 63 站,深度均小於 15 m。銅鎘鋅均未超過限值,6 口鉻濃度大於 0.05

mg/l。硝酸鹽氮 8 口(26%)超過 1 mg/l,氨氮 9 口(29%)超過 1 mg/l,總有機碳 5 口超過 4 mg/l。

顯然淺層地下水受人為影響的程度較為嚴重。

6、宜蘭地區

宜蘭西側地質以礫石和粗砂層為主,往東入海,很快接到海相的厚泥層。地下水中氚濃度

比對顯示,40 年來地下水自然補注僅限於上部 50 m 地層。有水權登記的水井只有 82 口,主要

深度於 0 – 150 m 之間,70%以上深度小於 100 m,無 200 m 以上深井。水利署觀測井共 14 站,

觀測井 29 口,分佈間距約每 5 公里一站。觀測深度最深者達 230 m。

91 年導電度超過 750 µS/cm 之井數有 10 口,佔 34%(經濟部水利署,2002)。

砷濃度有 9 口超過限值 0.05 mg/l。鐵濃度有 15 口(52%)超過限值 0.3 mg/l;錳有 16 口(55%)

超過限值 0.05 mg/l。鋅銅鎘鉻鉛銀汞都未超過飲用水水源水質標準。

大腸菌檢測 14 件,6 件顯著檢出(> 350 CFU/100ml),3 件微量,5 件未檢出。

硝酸態氮濃度有 2 口超過 1 mg/l,但均低於 10 mg/l;但環保署監測井 89 年監測資料顯示有

8 口(42%)超過 1 mg/l 但均小於 10 mg/l。氨氮濃度有 24 口超過 0.1 mg/l,其中 16 口介於 0.1 – 1 mg/l

之間,8 口超過 1 mg/l。環保署 89 年監測資料有 6 口超過 0.1 mg/l。扇頂補注區硝酸鹽氮濃度有

8 口(42%)超過 1 mg/l,但均低於 10 mg/l。氨氮有 4 口(21%)超過 1 mg/l、6 口(32%)超過 0.1 mg/l。

總有機碳有 4 口(21%)超過 4 mg/l。

環保署的淺層監測井在重金屬方面,砷有 2 口超過限值(冬山及古亭),鎘有 1 口超過限值(冬

山),鉻有 1 口超過限值(古亭),鉛有 1 口超過限值(冬山),鋅濃度皆合格。但是所有的井都檢出

微量的鎘與鉻(約 0.001 – 0.004 mg/l)。

表 22 91 年度宜蘭地區地下水水質監測結果(經濟部水利署,2002)

總檢測樣本數 評估標準* 超過標準樣本數 百分比

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大腸菌 14 > 350 CFU/100ml 6 43% 導電度 29 750 µS/cm 10 34% 砷 29 0.05 mg/l 10 34% 鐵 29 0.3 mg/l 15 52% 錳 29 0.05 mg/l 16 55% 重金屬 29 備註 0 0% 硝酸鹽氮 29 1 mg/l 2 7% 硝酸鹽氮 29 10 mg/l 0 0% 氨氮 29 1 mg/l 16 55% 氨氮 29 0.1 mg/l 24 83% 總有機碳 29 4 mg/l 7 24% *環保署飲用水水源水質標準:鋅(5.0)、銅(1.0)、鎘(0.01)、鉻(0.05)、鉛(0.05)、銀(0.05)、汞(0.002),單位

mg/l。

7、竹苗地區

本地區地形變化很大,多屬於丘陵及切割之河谷地形。地層上主要為頭嵙山層所構成,但

褶皺與斷層眾多,使地層傾斜走向變化很大,水平距離雖數百公尺,但地層比對上可能已相差數

千公尺。地水水含水層分層不明確、比對困難。地下水氚濃度比對顯示 40 年來地下水自然補注

僅陷於上部 100 m 以內地層。本區中有水權登記的水井共 316 口,淺於 50 m 者 20%,超過 100 m

者 70%,最深者達 350 m;平均深度約 150 m。

本區的水利署觀測井於民國 90 年建井。水利署觀測井共 17 站,分層觀測井共 35 口。91

年檢測 33 口水利署觀測井水質。91 年導電度超過 750 µS/cm 者有 3 口,僅佔 9%。砷濃度僅有 1

口超過 0.05 mg/l。鐵 21 口超過 0.3 mg/l,佔 64%。錳 26 口超過 0.05 mg/l,佔 79%。鋅銅鎘鉻鉛

銀汞都未超過飲用水水源水質標準。硝酸態氮濃度有 7 口超過 1 mg/l,這些井井深均較淺,應為

受地表補注影響。氨氮濃度有 26 口超過 0.1 mg/l,其中 24 口介於 0.1 – 1 mg/l 之間,2 口超過 1

mg/l。所有井總有機碳濃度均超過限值 4 mg/l,但 90 年度時僅有 1 口超過,原因仍不詳。

大腸菌檢測 12 件,6 件顯著檢出(> 350 CFU/100ml),6 件未檢出。

環保署地下水監測井共 63 站,深度均小於 15 m。環保署的淺層監測井 90 年度監測資料共

54 筆。在重金屬方面,砷有 8 口有數據,均未超過限值。鎘有 1 口超過限值(芎林),鉻有 2 口超

過限值(芎林、關西),鉛有 2 口超過限值(芎林、關西),銅鋅濃度皆合格。硝酸鹽氮濃度有 29 口

(54%)超過 1 mg/l,但均低於 10 mg/l。氨氮有 3 口(5%)超過 1 mg/l、38 口(70%)超過 0.1 mg/l。總

有機碳有 3 口超過 4 mg/l。

表 23 91 年度竹苗地區地下水水質監測結果(經濟部水利署,2002)

總檢測樣本數 評估標準 超過標準樣本數 百分比 大腸菌 12 > 350 CFU/100ml 6 50%

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導電度 33 750 µS/cm 3 9% 砷 33 0.05 mg/l 1 3% 鐵 33 0.3 mg/l 21 64% 錳 33 0.05 mg/l 26 79% 重金屬 33 備註 0 0% 硝酸鹽氮 33 1 mg/l 7 21% 硝酸鹽氮 33 10 mg/l 0 0% 氨氮 33 1 mg/l 2 6% 氨氮 33 0.1 mg/l 26 79% 總有機碳 33 4 mg/l 33 100% 環保署飲用水水源水質標準:鋅(5.0)、銅(1.0)、鎘(0.01)、鉻(0.05)、鉛(0.05)、銀(0.05)、汞(0.002),單位

mg/l。

表 24 91 年度高雄、宜蘭、竹苗地區地下水水質監測結果比較(經濟部水利署,2002)

評估標準 超過標準樣本數百分比 高雄 宜蘭 竹苗 大腸菌 >300 CFU/100ml 40% 43% 50% 導電度 750 µS/cm 94% 34% 9% 砷 0.05 mg/l 79% 34% 3% 鐵 0.3 mg/l 88% 52% 64% 錳 0.05 mg/l 100% 52% 79% 重金屬 備註 0% 0% 0% 硝酸鹽氮 1 mg/l 3% 7% 21% 硝酸鹽氮 10 mg/l 0% 0% 0% 氨氮 1 mg/l 70% 55% 6% 氨氮 0.1 mg/l 94% 83% 79% 甲烷 5000 ppm 9% 10% 0% 環保署飲用水水源水質標準:鋅(5.0)、銅(1.0)、鎘(0.01)、鉻(0.05)、鉛(0.05)、銀(0.05)、汞(0.002),單位 mg/l。

肆、地下水保育之原則與策略

對於台灣來說地下水是極為重要的水資源。地下水在水量與水質兩方面,都必須要做好保

育,地下水資源才得以永續利用。水量與水質的保護往往是難以明確區分的,因為地下水一旦遭

到污染,實際上就是減少了可用的地下水水量。因此在地下水資源的保育上,除了量的管制之外,

對於防止各種人為活動造成地下水污染也同樣重要。另一方面,對於地下水濫用已經造成的災

害,也必須要加以控制。

目前台灣地下水的管理機關有經濟部水利署和環保署兩個單位。經濟部水利署掌管水資

源,因此是由水資源管理與保育的觀點進行地下水的觀測和管理。環保署肩負污染防治的任務,

因此負責地下水污染防治與整治。未來這兩個單位將與其他的單位合併成為環境資源部,屆時地

下水資源管理與保護的事權將會統一,更有利於地下水資源的妥善利用與保育。

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一、地下水資源規劃與管理

水利署在地下水資源管理方面有法律、行政和經濟技術三個基本方向:

(1) 地下水資源法律管理:政府為合理勘查、開發利用和監督保育地下水資源,為

防止地下水環境惡化而制訂之地下水資源管理法規。將地下水資源管理的政

策、措施辦法,以法規形式規範社會全體國民,使政府可以做到依法管理地下

水資源之目的。目前有蘇聯、美國、英國、法國等諸多國家,都已頒布有關地

下水資源管理法。水資源所有權被規範為國家所有,建井開採地下水必須經過

申請及審查。我國業已頒布台灣省地下水管制辦法並依水利法第四十七條之一

第一項規定之。主要內容為劃定台灣地區地下水管制區,並就管制區內地下水

資源之開發利用及水權等相關事宜做出明確的規範。以期健全地下水水權,進

而對地下水資源運用做有效的管理。

(2) 地下水資源行政管理:為使地下水資源管理法規及經濟技術措施能貫徹執行,

必須建立全方位的水資源行政與專業管理機構。設立地下水資源行政管理機

構,須考慮到行政區劃及地下水系統分佈特性,不能各自為政,自行其事。例

如美國中部高原之俄加拉拉含水層,橫跨六州,為該地區的重要供水水源,為

統一管理,乃成立了跨州的專門機構共同管理地下水資源。

(3) 地下水資源經濟技術管理:地下水資源管理除了要考慮地下水源形成的自然條

件,亦須考慮人為活動與自然環境之間的複雜關係。因此,地下水資源管理工

作,需將多功能、多目標綜合考慮。諸如供水及排水之結合、多種水源(地下水、

地面水,淡水、半淡鹹水等)調配、開發地下水庫、控制水環境、回收廢水、改

良和循環用水及開源節流等經濟技術措施,合理利用有限的水資源,提高水的

利用率和經濟效益。

在地下水資源營運管理規劃方面,在現行地下水資源之管理行政上,過去往往各自為政,

使得管理紊亂,造成在有些地區因不當抽水甚而引發地層下陷;在地下水資源管理之法律上,主

要之法令是依據水利法之水權管理制度,然而現行水權管理制度在運作上所遭遇之困難,是水權

管理者尚無法掌握所管理之水系河川或地下水資源之總量及可核發之水權水量;在管理技術方

面,因過去從未曾進行實質管理。。因此台灣地區之地下水資源經營,應配合管理方針訂出經營

管理策略及效益評估指標等,方能用以評估管理策略之執行結果。並根據過去台灣地區地下水資

源運用現況、行政管理結果及相關法令規章,台灣地區地下水資源營運管理之規劃目標為有效管

理地下水之利用、紓緩地層下陷、減少水質惡化及海水入侵,進而配合地面水資源之經營管理,

以達到整體水資源永續利用之目標。

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地下水資源營運管理之規劃目標,最終應配合地面水資源之經營管理,以達到整體水資源

永續利用之目標。因此,營運管理方針便須考慮到地面及地下水之聯合運用。以整體性概念規劃

區域內水源之開發、調配及運用,統籌各地面水及地下水水源來聯合運用,以地面水優先取用,

豐水期多餘之水補注於地下水源來聯合運用,以地面水優先取用,豐水期多餘之水補注於地下水

含水層形成一地下水庫,在水量不足時再以地下水補充之。

水利署根據台灣地區地下水資源營運管理之規劃目標,認為必須加強下列工作,才能有效

合理的使用地下水資源及紓緩地層下陷,達到整體水資源永續利用之目標:

(1) 健全地下水水權管理:依地下水使用現況調查,各區域鄉鎮幾乎皆有使用地下

水,然而合法登記之水井卻只有少數,居民常以為在自己私有土地上使用地下水

是合法的。這種將地下水資源看作是私有財產的觀念其實是錯誤的。在水利法第

二條已明文指出:「水為天然資源,屬於國家所有,不因人民取得土地所有權而

受影響」。因此,健全地下水水權管理之第一要務為充份掌握地下水使用資訊及

瞭解地下水特性。為達此目標,首要工作為進行各縣市之地下水井普查。地下水

資源經營管理的另一個關鍵問題,是地下水水權無限制核發。水利法施行細則六

十五條雖然有規定水權核發上限量為依水文測驗,在一定時期內通常保持之水量

者(逐年平均量);然而承辦人多不知管理轄區內各地地下水核發上限量,因而不

知如何管制地下水水權量核發,往往造成超量核發。因此,為健全地下水水權管

理,提供地下水資源有效之經營管理,宜以科學方法,評估地下水潛能水量,可

作為推求各地下水分區之地下水安全出水量,並提出地下水水權可核發上限量。

(2) 地下水之合理使用與地層下陷問題之管理:為有效防止地層繼續下陷,政府已訂

定「地下水管制辦法」及正在執行「地層下陷防治執行方案」。依目前所知地下

水資源分區的特性及使用水量分佈,在沿海地區地下水管理上建議配合水利法,

地下水管制辦法及地層下陷防治執行方案,鼓勵舊有水井儘量停止使用,鼓勵變

更土地使用形態,禁止新設水井設置,且儘速規劃地面水資源及其他替代水源,

以提供此部份地區所需之水資源。在可以適量使用地下水之地區則針對該區之地

下水層特性,配合地下水權管理,合法地准許地下水使用且管制其取水量。在管

理手段上,政府之地下水管理單位應儘速規劃評估各分區地下水之安全出水量,

以配合各地區發展,提供適量之地下水資源。並結合地下水觀測站網計畫及地層

下陷防治執行方案兩者,才能達到最佳效益。

二、地下水資源保育

目前水利署所擬定的地下水資源保育原則為節流宜優先於開源,生態保育宜優先於開發利

用:

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(1) 維護社會正義及世代公平性:依循永續發展的原則,既要滿足當代人類的需求,

又不危害後世滿足其需求能力的發展。地下水的開發行為必須符合此項世代公

平性原則,因此除了因應當前需求之外,亟需致力於保護地下水資源,確保後

代子孫有充足且質優的地下水可用。

(2) 保障民眾健康與生活環境:地下水是重要飲用水源,對民眾的健康影響深遠,

而地下水和地面水體彼此聲息相通,維持整個水生態系統,一旦遭到污染,不

但飲水品質堪慮,自然生態也遭到破壞,民眾健康及生活環境都會受到威脅。

(3) 依循環境優先的理念:經濟發展常以改變或壓制自然環境來取得資源,但是長

期而言,經濟發展終究依存於基礎生態環境體系,當資源衰退或枯竭時,經濟

發展勢同受傷害,若必待地下水資源及環境遭受破壞而後再思保護,往往需要

付出極大的代價,甚至陷入難以挽回的困境。

而地下水保育策略則為:

(1) 瞭解地下水系統之特性與運作:規劃或進行地下水保育工作必須基於對地下水

系統現況及其發展趨勢的認知。不僅應進行長期調查,以充分了解地下水的來

龍去脈,而且需要不斷地加強相關技術的研究發展,以持續提升地下水調查技

術。

(2) 永續經營地下水資源:經過多年超量使用,台灣地區多處地下水位出現大幅下

降的現象,未來可能要適度限制及分散抽水地區,並增加補注量。淡水資源的

利用應以地面水為主,地面水及地下水的聯合運用為輔。

(3) 預防及整治地下水污染:由於地下水流速緩慢,污染物在地層中滯留的時間極

長,地下水污染清除不易,往往需要耗費大量的金錢和時間進行整治。因此對

地下水質的保育策略是預防重於整治。

(4) 降低開發對地下水環境之影響:在地下水敏感地區的工程建設於施工前後,都

必須進行地下水位及水質的調查監測。之後還必須持續評估並追蹤該工程建設

對地下水位及水質的影響。如因經濟建設開發使地下水儲量變動,業主必須另

闢相當容量之水體來補償地下水補注及生態環境之損失。

地下水保育措施方面,水利署依循三條地下水保育原則,綜合學者專家的意見,針對落實

與地下水直接相關的四項保育策略,建議下列十一項地下水保育措施:

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(1) 逐步提升地下水系統之水文及地質調查研究

(2) 階段性建立區域地下水之水質水量監測系統

(3) 建立合理的地下水權與水價管理制度

(4) 鼓勵全民參與地下水保育工作

(5) 建立地下水資源經營管理系統

(6) 控制或清除地下水污染

(7) 規範有害物質之貯運及棄置

(8) 管制地下水補注區的土地利用

(9) 解決地層下陷及地下水鹽化問題

(10) 依據水資源總量管制規劃土地資源及產業政策

(11) 培訓地下水保育專業人才

三、地層下陷防治

有鑑於地下水超抽日益嚴重,前台灣省政府於民國七十三年及七十五年分別成立「台灣省

地下水管制督導小組」及「台灣省防治超抽地下水專案研究小組」,督導及執行台灣省轄區地下

水抽取管制工作,以防止地層下陷繼續惡化,唯因缺乏整體計畫,以致成效有限。

地層下陷防治執行方案於民國八十四年開始配合台灣地區地下水觀測網執行。初期地層下

陷有關監測網之配置,如地下水位觀測井、地層下陷監測站等,無論質與量皆嫌不足;對水文地

質方面也缺乏完整可靠資料,缺乏抽用地下水時空標準,地方政府與民眾未能得到要適之指引,

導致地下水資源未能合理利用與管理。另對下陷情況與趨勢之掌握亦無法監控,難以提供作為土

地利用、管制之參考依據。但是隨各年度而增設之地下水觀測站、地層下陷監測,各方面也較具

完整可靠資料,可供作為土地利用、管制之參考依據。

由於地層下陷情況及範圍尚未有效遏止,經濟部與農委會爰共同研提「第一期地層下陷防

治執行方案」,於民國八十四年奉行政院核定實施,實施期程為 84 年至 89 年,實施地區包括宜

蘭、彰化、雲林、嘉義、台南、高雄及屏東等七縣(市)。

政府在推動「地層下陷防治執行方案」,主要是依下列四大對策(經濟部水利署,2005):

(1) 通盤規劃地層下陷區土地利用

(2) 加強地層下陷區產業輔導工作

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(3) 加強地下水管制及水資源規劃

(4) 教育宣導之配合

這四大對策中,尤以對策一最為關鍵,其工作項目又分為:(1)整體規劃地層下陷地區土地

利用方式,及(2)推動地層下陷區土地整復利用與保育。透過各項防護計畫及各項綜合開發計畫

之制度、規範及精神,輔以各項整復利用與保育措施,兼顧生態保育與發展,及合理水土資源利

用。期望在上述整體考量原則下,能提供沿海地層下陷區最佳之改善與發展。

第一期方案完成主要成果如下:

(1) 持續下陷面積(年下陷速率 3 公分以上)由 1,616 平方公里減為 920 平方公里。

(2) 封填違法水井 3,283 口。

(3) 養殖面積由 52,000 公頃減為 41,000 公頃。

(4) 養殖漁業地下水使用量由 24 億立方公尺減為 11.81 億立方公尺。

(5) 輔導漁民 413 戶使用循環水養殖。

經過經濟部水利署邀集農委會漁業署、內政部營建署及相關縣市政府,就一期方案各量化目標未

能達成預定成果予以檢討,主要之癥結問題如下:

(1) 各相關業務主管機關間,未建立協調溝通機制,以致有限資源未能整合運用。

(2) 相關法案及上位指導計畫 ( 如海岸法、國土綜合開發計畫等等 ) 尚未頒定實

施,因此未能妥慎規劃合理利用,導致違法問題叢生。而長久問題之累積,使

得經濟層面、社會層面及自然層面之因素糾結複雜。

(3) 下陷區養殖人口高齡化,原有產業調整及技術輔導或轉業,接受度不高。

(4) 部分地層下陷防治工作與民眾權益衝突,如違法水井取締工作,迭遇民眾激烈

抗爭阻撓,以致地方政府執行意願不高,故封填違法水井難以持續積極執行,

成效不彰。

(5) 環境污染造成水質劣化,兼以地面水源及替代水源開發不易,故抽取地下水使

用之依賴仍深。

(6) 防治執行經費不足,以致成效有限。

(7) 民眾守法及危機意識薄弱,地方執行人員素質不足,亟待持續加強宣導及訓練

執行人員。

一期方案規劃之各項防治工作雖方向正確,但因「地層下陷地區土地之整復利用」、「違法

行為取締與懲處」等工作遭遇執行困難,而其他如「調整產業結構」、「提高用水效率」、「地面水

源開發」等降低地下水用量之工作,在國家整體用水需求日增,地面蓄水設施開發不易等情況下,

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雖已減緩部份地區之下陷嚴重程度,但其成果相當有限。

然為期有效遏止地層持續下降,延續辦理水資源開發、下陷區土地利用及產業輔導等防治

工作,因此再由經濟部、農委會及內政部共同研提「第二期地層下陷防治執行方案」,報奉行政

院核定實施,實施期程由九十年至九十七年。並針對地層下陷較嚴重的彰化及雲林地區,經濟部

亦與內政部及農委會會銜提報「彰化雲林地區地層下陷防治計畫」,並經經建會審議通過,將於

行政院核定後由各機關共同執行。而桃園縣因近年來觀音鄉樹林國小之地下水水位急遽下降且低

於海平面以下四、五十公尺而立列入防治對象,因此實施地區除一期方案之實施地區外,新增桃

園縣共八縣(市)並選取彰化、雲林兩嚴重下陷地區為防治示範區。

其主要措施有推動開發地面水源取代地下水源、輔導改變抽取地下水生產方式、規劃興建

海岸淡水人工湖與濕地、加強地下水管制、規劃扇頂地區之地下水補注區、協調農委會推動造林、

農田休耕及漁塭休養等措施,並持續督導縣市政府加強取締違法水井相關工作,希望藉由開源節

流等措施逐步減緩地層下陷之速率;另配合經建會所研提的「國土復育策略方案暨行動計畫」,

亦將加強嚴重地層下陷地區之保育及復育措施,將更可彰顯地層下陷之防治成效。

目前地層下陷防治執行方案之工作推動策略及主要問題之處理方式,說明如下:

1. 防治工作推動策略:地層下陷防治工作係採行下列兩項策略方向加以推動相關防治業

務。

(1) 已下陷地區之整復治理:以「健全水井管理」為策略主體,配合檢討調整水權

量,輔以替代水源開發及低耗水產業引進與輔導,合理利用水土資源,有效消

減洪澇災害損失,以達地層下陷地區土地整復利用及推動社區整體營造之目

標。而目前正在進行的地層下陷區整體防護管理計畫之研訂,其主要目的為評

估地層下陷防護區之劃定準則、劃定因子及認定標準,藉以合理劃定地層下陷

防護區,進而規劃地層下陷防護區的整體土地管理。

(2) 未下陷地區之監測預防:以監測及預警系統之建置為策略主體,配合地層下陷

區劃定因子之釐藉由調查、評估及檢討分析等程序,監控已發生地層下陷地區

之沈陷速率及其趨勢、範圍,以判釋具地層下陷潛勢之地區並預為管制防範。

2. 地層下陷主要問題之處埋方式:地層下陷防治執行方案對地層下陷問題之處理方式依

其目標將採行下列兩項措施。

(1) 推動社區總體營造:為期地層下陷地區之建設開發能在避免環境污染與人文衝

擊之前提下,創造現有產業與文化資產及遊憩觀光相結合之經濟發展型態,使

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地層下陷之農漁產業朝向精緻化、專業化、休閒化及高附加價值之型態發展,

地層下陷防治之執行工作方向將以逐步解決地層下陷地區違法水井及地下水超

抽問題,配合適量或替代水源之供應,調整產業用水型態,推動低耗水產業及

提高用水效率,及健全用水管理體系,改善地層下陷地區環境之品質條件,適

地適用提高土地之利用價值等措施,以賦予地層下陷地區全新之發展願景與繁

榮契機。

(2) 有效管理違法超抽地下水:地下水超量抽取為造成地層下陷之主因,為達有效

管理違法超抽地下水問題,地層下陷防治之工作將著重於下列各項。

A.養殖漁業生產區之輔導:包括推動公井制度及輔導切結封填私井以利用水管

理,配合水利單位核發水權狀及農政單位核發養殖漁業登記證,以健全養殖戶

管理等措施。

B.養殖用水量之控管:包括私井之封填、公井之設立、量水設備之補助安裝及

進行作物栽培新技術對水影響研究等。

C.違法水井之取締:由輔導管制措施,有效取締違法水井,減少地下水抽用量,

進而紓緩地層下陷。

D.潛勢下陷地區之監測

此外,對於新興產業發展或新市鎮開發地區,如桃園縣觀音鄉、台南縣新市鄉,用水需求

將持續增加,地下水違法抽用情況可能趨於惡化,應規劃實施地層下陷之監測調查及建置預警系

統,俾據以研判下陷潛勢,及時提出有效之解決對策,以遏止地層下陷之發生。

第二期計畫經費需求共計十六億七千餘萬元(中央十四億三千多萬元,地方二億三千多萬

元),並擬定下列六大防治對策且成立地層下陷防治推動委員會協調推動辦理:

(1) 依據區位條件合理發展產業。

(2) 推動區域水資源調配與管理。

(3) 加速消減洪澇災害損失。

(4) 落實地層下陷區土地防護管理。

(5) 健全推動組織與協調機制。

(6) 持續教育宣導與訓練。

二期方案目標如下:

(1) 合理利用水土資源,均衡經濟成長與生態保育,以落實永續發展。

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(2) 遏止地層下陷,改善生活環境品質,維護民眾生命財產安全。

依據上述目標並逐步達成下列量化項目:

(1) 完成二分之一以上地層下陷區之地下水位不再下降。

(2) 持續下陷(年平均下陷速率超過 3 公分)面積減少 15%。

(3) 地層下陷地區之地下水年總抽取量由方案執行前之 38.08 億立方公尺減為 34.7

億立方公尺,減少年總抽取量 3.38 億立方公尺。

(4) 完成五處養殖水源統籌供應系統規劃與建設,養殖漁業地下水抽取量由方案執

行前之 11.81 億立方公尺減為 10.4 億立方公尺。

(5) 完成封填水井 2,730 口。

依據「第二期地層下陷防治執行方案」揭櫫之六大防治對策,至民國九十七年度止,水利

署經評估應積極推動執行之工作目標及分項工作內容規劃,茲條列說明如下(呂學修等,2004):

(1) 推動區域用水供需平衡:積極開發地面水源、減少地下水抽用量

(2) 辦理地下水補注及保育工作

(3) 土地利用及產業發展規劃,包括:低耗水產業引進及高耗水產業轉型規劃、地

層下陷區土地整復利用及相關開發限制規劃工作、濕地型態土地利用檢討規

劃、養殖生產區之定位與功能檢討。

(4) 持續辦理監測調查工作

(5) 淹水地區環境改善

(6) 持續辦理地層下陷專業技術訓練與宣導節約用水觀念。

現階段地層下陷防治工作面臨之問題癥結,綜合「跨世紀國家建設計畫」、「跨世紀農業建

設方案」、「國土綜合開發計畫」、「現階段水資源政策綱領」、「『全國國土及水資源會議』決議事

項」及「中長程公共建設計畫」中所揭示有關之目標方向,延續「地層下陷防治執行方案」積極

推動之成果及結合相關方案興計畫,如「健全水權管理實施方案」、「水資源科技發展方案」、「水

文觀測站網建置計畫」、「地下水觀測網整體計畫」與「節約用水措施第二階段實施計畫」等,才

能進一步因應地層下陷防治所面臨之新課題。

「地層下陷防治執行方案」在經行政院核定實施後已辦理相關防治工作,於「防止地下水

超量抽用,紓緩地層下陷」及「合理利用水土資源、減少災害損失、降低社會成本」兩項目標上

皆初具成效。並在地下水年總抽用量方面已由方案實施前之每年 71.4 億立方公尺降至 89 年度

56.65 億立方公尺。而雲林、嘉義及屏東等地層下陷嚴重地區,在經歷有效防治後,已使該等地

區下陷速率逐年趨緩,且宜蘭地區有趨停之勢。且地層持續下陷之總面積亦已由方案實施前之

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1,057 平方公里減少至目前之 767 平方公里。

另一方面,因即將通車的高速鐵路部分路段穿越嚴重地層下陷區,因此針對地層下陷對高

速鐵路之影響部份,目前經濟部亦已研擬「雲林縣境高鐵沿線 3 公里寬範圍內公有合法水井封移

實施計畫」亦已經經建會審議通過,藉由封閉或停用雲林縣高鐵沿線 3 公里內之自來水及農田水

利會共 66 口深井 3 公里外 53 口深井,減少地下水之抽用量以減緩高鐵沿線之下陷速率,計畫完

成後將可有效減緩地層下陷對高鐵營運所造成之衝擊。

四、地下水補注區之管理

由於地下水資源的補充來自於地表補注,尤其是如濁水溪沖積扇或屏東平原的沖積扇上游

扇頂地區是地下水補注量最高的區域。扇頂補注區若因為人為污染的排放造成污染物進入地下水

含水層,則將影響地下水資源的品質,嚴重者將導致部分區域的地下水無法使用,而造成區域水

資源利用與調配產生問題。

為確保國土資源永續利用,促進區域均衡發展,縮小城鄉差距,改善生活環境品質,健全

經濟發展,增進公共福利,行政院參酌先進國家之經驗與作法,擬具「國土綜合發展計畫法」草

案。本草案的目的為將目前國土規劃體系調整為國土綜合發展計畫及直轄市、縣(市)綜合發展計

畫,並將區域計畫內容納入上開綜合發展計畫中;另為落實土地開發與管理,建立土地開發許可

制,並以總量管制落實成長管理;各部門計畫包括交通、環保、產業、觀光遊憩、水資源乃至於

農地利用與釋出等,其土地利用均可由各目的事業主管機關依據國土綜合發展計畫及直轄市、縣

(市)綜合發展計畫積極指導與協調;復為保護自然資源、維護自然景觀與文化資產、防治天然

災害、確保國防及居住安全等,指定限制開發地區,限制一定開發利用或建築行為,以兼顧國土

開發建設與保育利用均衡之目標;有關都市土地部分則仍依都市計畫管制。本草案於九十一年三

月六日第二七七六次會議通過,並於九十一年三月十一日函送立法院審查。但並未通過立法院的

審查。

為確保有秩序的國土發展,落實國土保育、保安及強化國際競爭力,行政院提出『國土計

畫法』草案,於九十三年六月九日經行政院第二八九三次會議討論通過,送請立法院審議,並撤

回前送請該院審議之「國土綜合發展計畫法」草案及併送審議廢止之「區域計畫法」。

行政院表示,本法與相關之子法施行之後,可以達到以下的目的:

(1) 可改善現行都市與非都市土地兩套各行其是的管理制度,以及水、土、林保育事權分

散的缺失,建立未來公平、公開及效率的國土利用、管理及發展制度。

(2) 整合國土資源的保育事權、加強景觀與防災的重點計畫,以及建立公共建設與土地利

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用的整體配合暨都會區建設的協調機制,提昇國際競爭力。

(3) 提高地方總體規劃的自主性,對不適宜做農業利用或保育用途的土地,透過縣(市)

城鄉總體發展規劃、都市經濟規模及其配套公共設施的成長管理機制,釋出供城鄉發

展利用,以因應市場需要,增加土地的有效供給。

(4) 基於國土保育利用及管理之需要,依土地資源特性所劃設之國土保育地區、農業發展

地區及城鄉發展地區之三大國土功能分區,得以明確指導未來土地之開發及保育。

(5) 維護人民土地之原有合法權利,除急迫性之國土保安與生態保育需要應依本法加強管

制並給予補償外,原有土地、建築物及設施得繼續作原來合法使用,並以獎勵措施積

極誘導符合計畫管制使用。

地下水補注區的保育則應符合本法第二十一條所劃分之『國土保育地區』。國土保育地區的

劃分原則為保護自然資源、生物多樣性、自然景觀、文化資產及防治天然災害、確保國防安全,

並限制一定開發利用或建築行為之地區。第三十七條中規範之國土保育地區土地使用管制原則為

本區以供國土保安及生態保育使用為主,其土地、建築物及設施之使用,不得妨礙劃設之目的。

為本法目前尚未通過立法,各相關子法的草擬亦尚未完成。

於民國八十年代初期至中期(內政部營建署,1992a;內政部營建署,1992b),內政部營建

署曾進行了台灣各區域環境敏感地劃設與土地適宜性分析的相關研究。其中的『資源生產敏感地

區』包括了『地下水補注區』,依據這些研究結果所定義的地下水補注區,未來極可能成為國土

保育的對象之一。若然,則地下水資源可受到進一步的保護。

地下水補注區敏感地劃設準則如下:

(1) 地下水補注區初步劃設:以現有所能掌握之相關調查研究中的地下水補注區,以及由

地質圖中研判可能為地下含水層出露處的地區劃設為主要地下水補注區(即受壓含水

層補注區);另將地質資料中屬沖積層之地區劃設為次要地下補注區(即不受壓含水

層補注區)。

(2) 潛在入滲率劃設:地下水補注區除考慮前述地質之因素外,應再考慮覆蓋其上的土壤

及地形特性。因為潛在入滲率主要受土壤質地之影響而有差異,質地愈粗愈具有足夠

的空隙供水分子通過的條件;而坡度越緩,則其逕流量愈少,越有足夠的入滲機會。

由上述二條件因素的疊圖分析後,可得潛在入滲率在空間上之分佈情形。

(3) 地下水補注區等級劃設:就地下水補注區初步劃設結果,再依潛在入滲率條件,將主

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要地下水補注區及次要地下水補注區劃設為三等級,以作為未來擬訂管理策略時之依

據。

(4) 土地使用現況之考慮:上述地下水補注區之劃設結果,為不考慮現況土地使用之情形

所劃設,在實際應用上應再扣除現為不透水層之土地使用部分,就現況實際可能為地

下水補注區之地區妥善管理。

圖 27 為地下水補注區敏感地劃設流程,其中岩性條件代表了地下水含水層儲水性與流通

性,而土壤質地條件、坡度條件、土地使用現況則影響了地表水入滲補注的速率與補注量。地下

水補注區分為主要地下水補注區與次要地下水補注區兩種。主要地下水補注區為經由相關調查研

究中劃設為地下水補注區者或為未固結地層屬粗礫石或固結地層屬砂岩者且研判為地下含水層

露頭之地區者;次要地下水補注區則為地質資料為沖積層之地區。目前地下水補注區敏感地的劃

設雖已完成,但相關的法令尚未頒佈,因僅供各級政府機關在審核各項開發案時參考。

相關調查研究

地質圖

高度圖

土壤圖

土地使用圖

岩性條件

坡度條件

質地條件

土地使用現況

潛在入滲率

不受壓地下水補注區

受壓地下水補注區 地下水補注區敏感地

地下水補注區敏感地

圖 27 地下水補注區敏感地劃設流程圖(內政部營建署,1996)

五、地下水污染防治

在目前的政府組織架構之下,地下水污染防治屬於環保署的工作範疇。但因為權責與目前

法令尚欠周延關係,環保署僅採被動式地針對現有地下水監測井進行定期監測,擬定並推動如加

油站、儲油槽、廢棄物掩埋場等潛在地下水污染源的地下水監測。以目前執行狀況來看,往往僅

能夠在污染發生且被偵測到之後,才能夠採取補救的措施,對於污染區域的地下水進行管制,並

進行地下水污染的整治復育。

土壤及地下水污染問題大都肇因於廢水、廢氣、廢棄物或毒性物質之不當排放、洩漏或棄

置,污染影響土壤及地下水環境所致,就污染源預防及管制策略而言,雖應從水污染防治法、空

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氣污染防制法、廢棄物清理法等相關環境保護法規進行稽查、管理,但對於經年累月釋放於土壤

或地下水環境中之污染物,其累積效應所造成之污染疑慮與後續處理,則有賴於土壤及地下水污

染整治法之積極推動。

為了健全地下水保護制度、加強地下水水質監測及整治改善,環保署在『國家環境保護計

畫』中所列舉的重點為(環保署,2005a):

(1) 研訂地下水質保護相關法規,健全地下水保護制度:根據行政執行需要,制定或公告

實施地下水保護相關法規,如研訂「地下、地面上儲槽防止污染地下水體之設施及監

測設備之規範」、依據水污染防治法第三十一條之規定公告「中央主管機關指定物

質」、研訂「地下水質整治基準」、規範「地下水污染整治責任之歸屬」、及研訂「地

下水天然補注區水質保護措施」。

(2) 調查地下水質現況及潛在污染源:調查各事業地下及地面上儲槽之數目、儲存物質、

防腐蝕及滲漏監測設施,並建立資料庫。同時調查工業區等潛在污染源附近之地下水

質,規劃潛在地下水污染源之監測網。

(3) 推動辦理區域地下水水質監測站之設置:推動辦理台灣地區第一階段區域地下水水質

監測站之設置。彙整區域性及場置性監測資料,建立地下水水質資訊系統。

(4) 防制廢(污)注入地下水體及土壤處理造成二次污染:加強重大污染源之事前管制及

稽查,輔導事業廢水處理合放流水標準後地面排放,取締廢污水注入地下水體。加強

廢水之土壤處理管理,輔導建立處理區域地下水及土壤監測系統。

(5) 防制地下及地上儲槽、地下管線滲漏污染地下水:建立地下管線、儲槽設施等相關資

料系統,配合法規之公告輔導建立地下管線、儲槽場置潛在污染源滲漏監測設備。

(6) 保護地下水天然補注區水質:地下水系極為複雜,一旦污染其整治需花費龐大的人力

及物力。應調查研擬地下水天然補注區範圍,建立補注區水質保護及污染源管制措施。

(7) 建立符合台灣地區之不同污染物之整治及復育技術,改善受污染之地下水。

環保署成立迄今已完備土壤及地下水污染整治法相關子法建置工作,並開始辦理整治費徵

收作業及推動污染場址改善控制相關業務,期間辦理全國農地土壤重金屬污染改善,建立農地污

染場址查證方法與緊急應變程序,進行十年以上老舊加油站與大型儲槽污染潛勢調查,採取應變

必要措施及減輕污染危害,及依法辦理相關污染廠(場)之管制措施、污染改善控制及整治工作

(環保署,2005b)。

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2005 水環境教育教師研習活動

環保署依法公告應徵收土壤及地下水污染整治費之化學物質徵收種類分為石油系有機物、

含氯碳氫化合物、非石油系有機物、農藥、重金屬及重金屬化合物及其他等 6 大類 125 種化學物

質,徵收對象以石化業化學物質最多,九十二年度實際徵收整治費約 6 億 9,000 萬餘元。環保署

已於九十二年完成「土壤及地下水污染整治費收費辦法」修正工作,執行方式給予更明確之規範,

並對已繳納整治費物質之出口退費由已繳整治費 70%提高至已繳整治費費額 95%,產製原料已

繳納整治費部分,核給免徵比例。此外,為簡化申報作業,環保署亦已完成網路申報系統的建制

作業,至九十二年底已有 173 家廠家採用網路申報繳費。

對於具土壤及地下水污染潛勢之污染場址,環保署持續進行農地個案陳情污染查證工作、

全國站齡超過 10 年以上加油站、大型儲槽、非法棄置場址,及其他工業污染個案查證工作。行

政院環保署為掌握全國站齡超過 10 年以上加油站概況資料,於 91、92 年度分別辦理全國 10 年

以上加油站及大型儲槽污染潛勢調查計畫,合計已完成 591 座加油站及 193 場處 3573 座大型儲

槽污染潛勢調查工作。92 年度新增公告桃園縣全國大溪加油站、台南縣全國新營加油站及中油

高雄煉油廠 P-37 油槽區為污染控制場址。累計至 92 年 12 月底止,已公告 10 座加油站及 5 處大

型儲槽場區為控制場址,為避免污染擴大及確保民眾健康之原則下,已督促業者於限期內完成污

染改善工作。其中彰化縣西門加油站及高雄縣台苯廠業已完成污染控制計畫,並依法解除公告控

制場址。環保署針對非法棄置場址及工業污染場(廠)進行地下水污染潛勢評估,並對個案陳情

案件進行查證。92 年度環保機關已公告台中市東區振興段三筆土地、台南縣國道 322.5K 漏油及

煜林電鍍廠三處污染控制場址,累計至 92 年 12 月底止已依法公告 9 處工業污染場址為控制場

址,各場址均已提出污染控制(改善)計畫,經縣(市)政府審查核定,現正辦理污染控制或改

善工作中。累計至 92 年 12 月底止,已公告污染控制場址農地 1190 筆、加油站 10 座、儲槽 5

處、工業污染場址 9 處;其中農地共計 827 筆、加油站及儲槽各有 1 處場址因完成污染改善已解

除列管在案(表 25)。表 26 所見桃園與彰化兩縣列管場址件數較高乃因為過去長期農地土壤污

染所致。

表 25 環保署列管土壤與地下水污染場址件數(環保署,2005c)

場址類別 控制場址 整治場址 合計列管場址件數 農地 596 0 596 加油站 11 1 12 儲槽 4 1 5 非法棄置場址 2 0 2 工廠 3 2 5 其他 3 0 3

表 26 各縣市列管土壤與地下水污染場址件數(環保署,2005c)

縣市名稱 列管場址件數 台北市 18 台中市 16 基隆市 0 台南市 17 高雄市 1

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2005 水環境教育教師研習活動

台北縣 5 宜蘭縣 1 桃園縣 184 嘉義市 3 新竹縣 0 苗栗縣 4 台中縣 72 南投縣 10 彰化縣 107 新竹市 104 雲林縣 15 嘉義縣 0 台南縣 36 高雄縣 28 屏東縣 1 花蓮縣 1 台東縣 0 金門縣 0 澎湖縣 0 連江縣 0

環保署針對地下水污染防治所擬訂的未來工作重點包括(環保署,2005b):

(1) 修訂整治法相關子法,建立施政行政指引:我國土壤及地下水污染調查及整治

工作已完成多項具體成果,惟法令施行迄今,衍生出部分執行面問題,有待後

續加以檢討與修正。另各單位執行相關管理措施時,亟需標準作業程序及行政

指引之協助,以提升行政管理之效能。

(2) 建立公平合理整治費徵收制度:環保署仍將秉持健全整治費徵審制度,提供穩

定財務籌措機制之目標,檢討整治費徵收項目及費率,積極對申報異常案件及

疑似應繳未繳業者進行稽查,並持續推動網路申報系統,以達簡政、便民目的。

此外,對各界反應整治費徵收作業及物質總類之檢討,亦持續進行。

(3) 加速農地污染改善工作:儘速恢復農地既有用途,積極進行農地土壤重金屬污

染改善工作,依法解除農地控制場址之列管,儘速恢復農地既有用途。

(4) 持續推動污染場址之緊急應變、公告列管及整治事宜:環保署將持續針對全國

有污染之虞場址依法辦理場址之查證、緊急應變、公告列管及整治事宜,以保

護人體健康,改善生活環境,確保土壤及地下水資源永續利用。

(5) 擴展整治實務研發方向,提升專業人才執行能力:培訓國內土壤及地下水污染

整治人才,持續辦理國內外相關教育、宣導及培訓工作,編撰土壤及地下水污

染調查、整治專業技術教材,以提昇我國土壤及地下水污染整治工作執行及污

染整治專業技術能力。

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2005 水環境教育教師研習活動

伍、結語

台灣地區地面可引用之天然河川流量,在西部地區已呈飽和,雖然在豐水期間仍有餘水,

惟在枯水期均呈缺水狀態。如欲使水資源穩定供應利用,建造攔蓄設施為可行方式之一,惟目前

良好之水庫壩址多已開發,且近年來因環保意識高漲,水庫建設用地取得困難,加上地方要求回

饋等因素,不但使得新址難求、開源不易,更使開發水庫所需龐大經費之籌措日益困難。

依據研究推估,至 2050 年時台灣冬季降雨量將減少 5 至 10%,夏季則將增加 5 至 10%,每

年五月至十月降雨量占全年雨量比例將超過 80%,豐水期與枯水期水資源量差異將更大,嚴重

影響水資源的調配與利用。此外,氣候的變遷也使得水文資料之確實掌握較過去困難。因此,未

來豐水期的防洪與枯水期的水資源調配情勢,將更為嚴峻。

全球氣候變遷之影響導致的氣溫升高,海平面上升,也將使得台灣地區的海岸以及地層下

陷區的保護工作面臨更大的挑戰。以海岸的保護工作來說,由於各項水利工程與港灣工程導致的

海岸水文變化,已經使得海岸侵蝕日益劇烈;而未來數十年之間倘若全球暖化的速度持續,則台

灣的海岸將面臨更劇烈的沖刷。此外,歷年因颱風豪雨導致海水倒灌、每年有數月浸泡於鹹水中

的嚴重地層下陷地區,也將因為海面升高,導致淹水地區的擴大。造成更多的財產損失和更大面

積的土地鹽化。

台灣地區之生活及工業用水年總用水量由民國 65 年之 20 億噸至民國 87 年成長至 50 億噸,

預估至民國 100 年將成長至 60 億噸,民國 110 年為 67 億噸。台灣地區未來總需水量依水資源局

研擬之「台灣地區水資源開發綱領計畫」推估,農業用水自民國 90 年以每年不超過 120 億噸為

原則;生活需水量以趨勢中成長推估方式,則 90 年為 29.9 億,110 年為 35.8 億,增加 6 億噸;

工業需水量,若以高成長推估方式則民國 90 年為 19.5 億,110 年為 31.5 億,約增加 12.0 億,生

活及工業需水量兩者之增加量合計為 18.0 億噸,若農業用水量維持現況(行政院核定每年 120 億

噸),則需水目標為 200 億噸。在供給面方面,民國 110 年總需水量 200 億噸之供水來源,河川

取水 110 億噸,水庫供水 50 億噸,地下水源 40 億噸;另外生活及工業用水可靠供水量由民國

85 年 30 億噸增加至民國 110 年 54 億噸。若未來增加水源之速度無法趕上需求之成長,又在蓄

水設施不足情況下,枯水期水資源之調配供應將益形困難。

此外,由於工業蓬勃發展,人口成長迅速,加上以往缺乏環境保護之觀念下,台灣地區之

水質污染情形,依據民國八十八年河川水質監測結果顯示,河川水質屬輕度污染占 7.6%,中度

污染占 14.2%,嚴重污染占 12.0%,致部分河川水質無法有效利用。污染的狀況,愈往河川的下

游程度愈高,嚴重影響了中下游兩岸居民的生活安全與品質。根據調查結果顯示,台灣的河川地

圖也就是台灣的癌症地圖。居住在這些嚴重污染河川下游的居民,得到各種癌症的比例,遠高於

全國的平均值。

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2005 水環境教育教師研習活動

同時,台灣的地下水水質也受到污染的長期威脅。除了農業造成的農藥與肥料和家畜排出

物污染之外,更有工業利用非法設置的深井將廢污水打入地下水含水層。根據水利署的資料,近

年來主要的地下水區域如:濁水溪沖激扇和屏東平原的地下水水質明顯逐年惡化。導致長期抽取

地下水使用的工業和農漁業不斷將抽水的深度加深,往深層抽取尚未受到污染的地下水,導致地

下水資源的逐日枯竭。

歷年來的土壤和地下水污染事件雖然並未引起社會大眾的重視,但是土壤與地下水的污染

就長期而言會對於台灣使用地下水的民眾造成相當大的影響。愈是資源缺乏、沒有自來水可用的

地區,影響愈大。因此土壤與地下水污染的問題,隱含著社會公平正義的重要議題。瞭解地下水

是保護土壤和地下水的第一步。希望能藉著這一個課程大家重視地下水保育問題的複雜性,提升

大家對於地下水環境保護的重視。

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2005 水環境教育教師研習活動

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推薦網站

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