【藍色東港溪電子報】
多元永續利用水資源的方法----地下水人工補注法
整理:周克任(藍色東港溪(link to :http://140.127.22.88)保育協會理事、
屏東縣政府縣長室秘書、屏東地區地層下陷防治推動小組執行秘書)
-------------------------------------------------------
前言:
在過往,我們最方便想到利用水資源的模式,就是阻塞地表水通道,使成為水庫或攔河堰,直接利用地表水。但是,河川中天然運輸的有機沈積物和無機沈積物,卻因此無法展現其原有生態定位功能,相對的,也造成河川生態急速轉變,迴游魚類的消失,與水質嚴重惡化,便成為地表水過度利用的負債現象。
水庫,恐怕無法成為水資源開發的萬靈丹,尤其在高屏溪流域,壩址地質不佳,而且容易阻礙原本地下水補注高屏平原的特有功能,因此,在高屏溪流域的水資源運用,應另尋他道。
水資源開發,不僅是用來滿足現代生活之需求,更重要的是我們必須特別為後代子孫使用權著想,水庫及攔河堰過度使用,往往會造成河川天然功能無回復之機會,等於扼殺後代子孫運用河川生存之權利。
高屏平原從平埔族到漢人開墾歷史至今,使用水源習慣從傳統河川地表水之運用(隘寮溪、下淡水溪、林邊溪),到運用埤塘充分利用伏流水(東港溪、武洛溪、萬年溪),以及近代過度使用深層地下水,顯然,本區最佳水資源的運用模式係「地表水與地下水聯合運用」。
在最近研究資料中,我們發現,採取「地下水補注」的思考,係回復原來地表水與地下水聯合使用的生態機能,同時,也是企圖解決「東港溪缺水」、「沿海地層下陷」的實驗政策。
在此,我們將所搜尋的各種研究報告中,節錄出關於地下水補注的一些工法,供諸位參考探討。
定義:
地下水人工補注是以人工補注方法將地表水轉成地下水,其原理基本上是延長地表水入滲之空間及時間。但地下水人工補注不是任何區位皆適用的,首先必須要有適合地下水補注條件之區域,再者要有補注水源,最後視補注區域、補注水源之時空調配整合情形,決定人工補注之方法,再估算補注水量。
高屏平原地下水補注區域推估:
地下水人工補注區域之選定,主要檢討區域地表、水文地質自然條件,地表因子主要是考慮地表土壤之入滲條件,水文地質因子住要是考慮其含水曾可利用容積、埋藏深度、導水及儲水性能與出水條件。
根據相關資料簡略推估,位於平原東側的潮州斷層崖,其西緣的沖積扇(荖濃溪、隘寮溪、望安溪、佳平溪、林邊溪、力力溪、率芒溪),扇頂區地表適於入滲,並擁有較佳之含水層,因此扇頂是適合做為人工補注區的最佳地區。
人工補注法類型:
人工補注法基本上分為直接人工補注及間接人工補注兩種,直接人工補注之方法可分為:地面人工補注(如漫流法、天然河道法、灌溉法、池浸法、人工湖)及人工補注井兩類;間接人工補注亦稱為感應補注,此法是在河流或湖泊之旁鑿井抽水,使地下水位降低而誘導河流或湖泊中之水流入地下而成為區域地下水。
由於國內對於扇頂區人工補注量,無明顯研究之文獻與資料,因此暫借用經驗值與達西定律(Darcy Law),並分別採用天然河道法、灌溉法、人工湖泊法、補注井法,估算補注量如下:
天然河道法:
估算每單位面積(一公頃)每天之入滲量約為105.4立方公尺
灌溉法:
水田入滲率以2mm/day估算,則每單位面積(一公頃)每天之入滲量估算約為20立方公尺。若水田入滲率提高至5mm/day,則每單位面積(一公頃)每天之入滲量估算約為50立方公尺。
人工湖泊法:
每單位面積(一公頃)每天之入滲量估算約為262.9立方公尺。
補注井法:
依水利會記錄估計每口井可能抽水量為2280立方公尺/日/口,若假設補注量為抽水量之30%,則每口井之補注量約為684立方公尺/日/口。