
非書媒體
編號(GPN/EBN):10113A0106
委辦計畫編號:MOEAWRA1130187
113年濁水溪沖積扇河槽補注觀測與成效評估計畫(光碟版)
2024 Choushui River Alluvial Fan River Channel Recharge Observation and Effectiveness Evaluation Project
定價:定價500
中文摘要
一、歷年濁水溪河槽地下水補注辦理情形彰化雲林地區面臨嚴重的地層下陷問題,儘管部分地區的下陷趨勢有所減緩,但仍需積極進行地下水補注以改善情況。為此,水利署自民國99年啟動了「彰化雲林地區地下水補注推動計畫」,選定濁水溪沖積扇的特定區域進行地下水補注作業,考量因素包括補注水源的可得性及土層的入滲率等。在計畫執行過程中,在民國100年,濁水溪河槽地下水補注設施開始運作,透過攔蓄枯水期的地面水來延長入滲時間,從而提升地下水補注量。自民國100年至民國104年,累積的補注地下水量約為1.3億噸。至民國107年,因應「濁水溪河川揚塵防制及改善方案」,開始將水覆蓋措施納入地下水補注工作。隨著計畫的推進,民國109年至111年間不斷擴大補注範圍,至112年共設置了多處補注池,總面積達227公頃。整體而言,這些措施不僅有助於地下水水位的提升,也對環境和生態系統產生了正面影響。為了評估濁水溪地下水補注設施在五年長期操作下對鄰近地下水位的影響,研究以民國100年1月24日作為分析起點,重點關注淺層含水層的水位變化,特別是莿桐(1)和柑園(1)兩個觀測井。從96年1月至104年8月的數據顯示,在補注設施啟動之前,地下水位持續下降,而在設施運作期間(100年2月至104年8月),大部分年度的地下水位則出現抬升趨勢,除104年因水情不佳而下降外。距離補注設施最近的柑園站,其水位上升幅度達約1.64 m,表明補注措施對減緩地下水位下降及提升地下水位具有正面影響。在105年至108年間,補注設施暫停操作進行檢討,自109年起重新啟動。觀測結果顯示,靠近補注區的地下水位在枯水期下降趨勢較緩,而在豐水期則有顯著上升,顯示補注措施對水位提升及減緩下降的實質貢獻。雖然109年後因枯旱年整體地下水位趨勢較低,但長期趨勢保持平穩,未因乾旱而持續下降。二、濁水溪沖積扇(濁水溪及石榴班溪)河槽補注基本觀測資料蒐集及試驗調查(一) 簡易觀測井鑿設(含設置自記式水位計)3口在本年度,為了有效掌握地下水補注作業的水位變化及評估成效,本計畫於濁水溪補注區新增3口簡易觀測井,觀測井位置選定係基於既有23口觀測井的分布情況,考量於斷面64下游端(軍方砲區下游)觀測井較少的情況而選定,新設的觀測井包括南岸的113-L01和113-L02,以及北岸的113-R03,鑿設深度為40公尺,本計畫新設3口觀測井己於8月29日完成鑿設。(二) UAV航拍成果113年度針對濁水溪河槽區域進行UAV航拍作業,作業頻率為每月執行兩次拍攝,以確保補注設施操作之連續性觀測。本計畫利用3月至10月間的航拍成果進行各月份蓄水面積推估,再以達西公式推估其地下水補注量,此外,亦利用不同時期DSM資料比對提出明年度建議補注區域設置區位。(三) 現地試驗本計畫本年度針對既有補注區及新設補注區進行雙環入滲試驗,共計完成7處,補注區週邊垂直入滲率平均值約為0.831m/d。於氫氧同位數分析部分,本計畫針對雨水、地下水及地面水三種水體進行採樣,分析結果顯示該區域地下水及地面水的同位素特徵相似,表示本設施之濁水溪南、北岸區域地下水補注來源主要為地面水,河槽地下水補注設施設置後之後對於濁水溪南、北岸區域地下水皆有持續進行補注行為。此外,本計畫利用地電阻影像剖面法(Resistivity Image Profiling Technique)來進行地下水補注區的探測,共計完成2,000公尺的測線探測。該方法透過不同電極間距的電流導入地底,測量因電流分佈而產生的電位差,進而計算出相應的電阻率變化, 進而描繪地下水層或阻水層的空間分布,計畫針對補注區工區1、工區2及工區3進行調查,由探測結果可知於測線E2、E3及E5皆有補注區之地面水向下補注入滲現象產生,依據探測結果可發現補注區之地面水向下補注入滲現象產生,故此三處補注區亦適宜進行地下水補注。三、濁水溪沖積扇河槽補注區效益評估依據9處濁水溪河槽補注區觀測結果,自1月至10月底為止約提供3,590.33萬噸地下水補注水量,而石榴班溪河槽補注自1月至10月底為止則約提供298.22萬噸地下水入滲補注水量。此外,針對達西公式與水平衡法推估補注量之間的差異,利用濁水溪河槽7號補注區進行兩種方式的比較,依據兩方法所推估之逐月補注量,利用達西公式推估的補注量介於2.9萬噸至23.60萬噸,而水平衡法推估的補注量則介於3.68萬噸至30.17萬噸,兩者差異介17%至34%之間。整體而言,達西公式的補注量推估值較低較為保守。四、河槽地下水補注簡易設施持續擴大規劃評估(一) 持續推動濁水溪扇頂地區河槽地下水補注規劃作業本計畫利用比對凱米颱風前後不同時期DSM資料了解濁水溪河槽補注區於凱米颱風其河川灘地高程變化情況,依據DSM資料顯示,各補注區於凱米颱風後已嚴重淤積,經考量河道淤積情況,建議明年度可於6號補注區南側約斷面73至75處進行補注區設置,因該區位位於濁水溪南側且鄰近主河道引水無虞,且因該區位於凱米颱風後高程呈現顯著淤積,可配合疏濬作業或以土堤形式設置補注區。(二) 盤點其他中央管河川及適宜推動補注區位嘉南平原是台灣重要的農業生產區,但其地下水資源貧乏且地層下陷問題嚴重。依據地質調查成果顯示,嘉南平原以細顆粒沉積物為主,無法有效進行地下水補注,並且含水層分布不連續,欲大規模人工補注有其困難。基於地質特徵,建議將補注區域集中於地下水補注地質敏感區,故初步建議補注區位位於嘉南平原的朴子溪和八掌溪水系的上游。其中,朴子溪水系地下水補注地質敏感區位於牛稠溪橋上游至國道3號範圍內,地質條件適合於河道內進行補注。八掌溪上游亦具備合適的地質特性,建議將此河段作為補注區的優先區位。屏東地區則參考水利署與河川分署的相關會議建議,評估荖濃溪與隘寮溪等地下水補注地質敏感區的補注潛力。根據地下水流向資料,荖濃溪與隘寮溪多處河段應適合補注,且112、113年度已有河槽疏濬與補注區的規劃。本計畫建議兩處可增設補注區之河段:一處位於荖濃溪高美大橋至里港大橋之間,另一處位於隘寮溪南華大橋上游,這些區域尚有空間建設補注設施,增強屏東地下水補注能力。五、協助辦理地下水保育三期計畫地下水補注相關工作根據「地下水保育管理暨地層下陷防治」第三期計畫的目標,重點區域包括曾經發生地層下陷的縣市,特別是雲林中部。計畫要求每年維持約1.3億噸的補注量,並至少持續補注1,000萬噸,至民國113年時累計應達4,000萬噸。截至目前本年度10月份止,彰雲地區各地下水補注設施已有18,023.96萬噸補注量,高屏地區約4,440.04萬噸的地下水補注。合計全台地下水補注量體達到22,464萬噸,已達到「地下水保育管理暨地層下陷防治」第三期今年預計之目標。本年度新設之補注區原於8月份陸續完成補注區設置,然其後遭遇凱米颱風、山陀兒颱風、潭美颱風以及康芮颱風等颱風衝擊,以致濁水溪及高屏地區之既設及新設河槽補注設施造成嚴重淤積,影響後續地下水補注作業,短期河川分署擬改設置臨時攔水土堤攔蓄地面水進行補注,後續再視實際水情狀況進場修復。
英文摘要
1. Groundwater Recharge Implementation in the Choushui River ChannelThe Changhua and Yunlin regions face severe land subsidence issues, which require proactive groundwater recharge despite slight improvements in some areas. To address this, the Water Resources Agency launched the Changhua and Yunlin Groundwater Recharge Promotion Plan in 2010, focusing on specific zones within the Choushui River alluvial fan based on water availability and soil infiltration rates.Recharge facilities began operating in 2011, capturing surface water during dry seasons and extending infiltration time. By 2015, the cumulative recharge volume reached 130 million cubic meters. In 2018, water-covering measures were added under the Choushui River Dust Prevention and Improvement Plan, contributing 40 million cubic meters of annual recharge. Between 2020 and 2022, recharge areas expanded with multiple ponds covering 227 hectares by 2023, improving groundwater levels and benefiting ecosystems. Long-term analysis (2011–2015) at the Citong(1) and Ganyuan(1) wells showed groundwater level increases during operation, with Ganyuan recording a rise of 1.64 meters, highlighting the measures' effectiveness. Operations paused for review between 2016 and 2019 but resumed in 2020, stabilizing groundwater levels despite drought conditions.2. Data Collection and Experimental Surveys in the Choushui River Alluvial Fan(1) Installation of Simple Observation WellsThree new observation wells—113-L01, 113-L02 (south bank), and 113-R03 (north bank)—were installed downstream of Section 64 to improve monitoring. Each well was drilled to a depth of 40 meters and completed on August 29, 2023.(2) UAV Aerial SurveysMonthly UAV surveys from March to October monitored recharge facilities, estimating water surface areas and calculating recharge volumes using Darcy’s Law. DSM data comparisons identified suitable locations for future recharge sites.(3) Field ExperimentsDouble-ring infiltration tests were conducted at seven locations, with an average vertical infiltration rate of 0.831 m/d. Isotope analysis of rainwater, groundwater, and surface water revealed similar characteristics, confirming that recharge on the Choushui River alluvial fan mainly originates from surface water, with the groundwater primarily flowing toward the Changhua area.. Resistivity imaging profiling across 2,000 meters confirmed vertical infiltration at Lines E2, E3, and E5, validating the suitability of these areas for groundwater recharge.3. Effectiveness Evaluation of Recharge AreasBetween January and October 2023, recharge volumes totaled 35.90 million cubic meters in the Choushui River channel and 2.98 million cubic meters in the Xiluo River channel. A comparison of recharge estimates using Darcy’s Law and the water balance method at Recharge Area 7 showed monthly volumes ranging from 29,000–236,000 cubic meters (Darcy) and 36,800–301,700 cubic meters (water balance).4. Expansion of Groundwater Recharge Facilities(1) Choushui River Fan AreaPost-Typhoon Haikui DSM analysis revealed significant sedimentation. New recharge sites are recommended near Sections 73–75 on the south bank of Recharge Area 6, where water availability is assured and sediment dredging can be integrated.(2) Potential Recharge Locations in Other RiversIn the Chianan Plain, where subsidence is severe, recharge efforts should target geologically suitable zones like upstream Puzi River (Niuchouxi Bridge to National Highway No. 3) and Bajhang River. In Pingtung, the Laonong and Ailiao Rivers offer recharge potential, particularly upstream of Gaomei Bridge to Ligang Bridge and Nanhua Bridge. These areas provide space for new facilities to enhance regional groundwater recharge.5. Contributions to the Groundwater Conservation ProgramUnder the Groundwater Conservation and Land Subsidence Prevention Program (Phase 3), the goal is an annual recharge of 130 million cubic meters, totaling 400 million cubic meters by 2024. As of October 2023, cumulative recharge volumes reached 224.64 million cubic meters (180.24 million in Changhua-Yunlin and 44.4 million in Kaohsiung-Pingtung). Typhoons Haikui, Saola, Koinu, and Khanun caused significant sedimentation in recharge facilities. Temporary embankments will be used to retain surface water for recharge, with repair work scheduled based on water conditions.The implementation of groundwater recharge measures in the Choushui River alluvial fan has successfully mitigated groundwater depletion and stabilized water levels, despite challenges such as temporary suspensions, droughts, and sedimentation caused by typhoons. Through strategic site selection, recharge facility expansion, and continuous monitoring using observation wells, UAV surveys, and field experiments, the program has achieved significant recharge volumes. Future efforts will focus on expanding recharge areas and identifying suitable locations in other river systems to ensure long-term groundwater sustainability and mitigate land subsidence.
- 作者 /亞磊數研工程顧問有限公司
- 出版項 /新北市:經濟部水利署 ,113.12
- 版本項 /初版
- 分類號 /443.689729
點選次數:58
HyRead電子書閱讀次數:3
館藏資訊
暫存書單 | 登錄號 | 館藏地 | 年代號 | 狀態 | 借閱到期日 | 分館 |
---|---|---|---|---|---|---|
AD007251 | 圖書室B1(中辦) | 202412 | 在館 | 水利署總館 |
loading.....