第七章水文学的应用篇

63第七章水文學的應用篇一、水資源的分布表7-1地球上水的分布水體海洋冰帽與冰川等地下水地面水水量(106㎞3)1350298.340.23占總量比例(%)97.32.10.50.1二、台灣水資源的來源與分布1.台灣水資源來源：(1)天空降雨為地表主要的輸入水資源。(2)台灣年平均降雨量為2510㎜，為全球平均值的3倍。(3)台灣每人每年平均『天賦降雨量』相當缺乏，僅為全球平均值的22%→因地狹人稠2.台灣水資源分布：降雨時空分配不均(1)時間分布不均→北部四季有雨，南部夏雨冬乾。兩大雨季為5~6月梅雨雨季，7~9月颱風雨雨季。(2)空間分布不均→雨量由東北向西或西南部遷減。山地多於平地。(3)年平均降雨量最少的兩個地區→_____群島及中部_________河口的南北兩側沿海。(4)年雨均降雨量最多的三個地區→A.北部→雪山山脈北坡及大屯山區。B.中部→玉山、阿里山山區。C.南部→大武山山區。3.台灣水資源不足的原因：(1)山地面積大，坡陡流急→地表逕流量大多流入海中。(2)降雨季節分布不均。(3)日照時數長，蒸發量大。(4)地狹人多。◎每人每年平均天賦降雨量→一地之長年平均年雨量該地區面積該地人口總數◎圖7-1台灣地區水資源運用圖64三、台灣水資源的開發與利用1.開發利用地下水：(1)儲量：A.以屏東平原和濁水溪沖積扇最豐富，其次是台北盆地。B.東部以蘭陽平原和台東縱谷平原較豐。(2)開發：A.以台北盆地開發最盛→因台北盆地人口稠密、工業發達。B.台灣西南沿海地區因養殖漁業的需求，也大量抽取地下水。C.為了農業及民生用水需求，濁水溪沖積扇、屏東平原和蘭陽平原也大量使用地下水。2.興建水庫調節用水：(1)台灣水庫的功能→防洪、灌溉、發電、給水和娛樂。A.北部和南部的水庫皆以給水、灌溉和防洪為主。B.中部的水庫以發電最重要，主要集中在濁水溪流域和大甲溪流域。(2)台灣的水庫總共有38座，其中以曾文水庫蓄水量最大。(3)明潭抽蓄水力發電廠為亞洲最大，全球第四大的抽蓄水電廠。3.地表水的直接引用→以建埤、圳的方式直接利用地表逕流(主要為河水)來灌溉。四、水資源開發造成環境的衝擊1.河川性質改變→以興建水庫為例，除了經濟效益之外，將造成如下負面的影響：圖7-2台灣地下水量分布圖◎台灣的用水量約占年降水量的20%，而年用水量中又以農業灌溉用水最大，約占80%，而生活用水和工業用水約各占10%。◎65(1)河川上游地形陡峻，地質脆弱，河岸邊坡的開發豪雨之後，造成水庫淤積，水庫壽命減短。(2)水庫攔沙，使河沙輸出量減少，造成河床降低，橋墩裸露，減少河口泥沙補給量，甚至海水入侵，海岸線後退，沿海土壤鹽鹼化，台灣西南部海岸線明顯後退即為一例。(3)房屋、土地、歷史古蹟變成淹水區。(4)野生動植物生態環境受到衝擊。(5)風景區景觀改變、微氣候改變。(6)地震頻率增加。2.水質污染(1)人類取用地面水、地下水，並將家庭污水、工業廢水排入河、湖、海，滲入地下，造成水質污染。(2)台灣50條主要河川中，全河段未受污染者不到一半。3.地層下陷(1)意義→凡外力作用造成地表下沉或下降之現象。(2)地層外陷的原因：A.自然因素→地球內營力，地震、火山爆發；石灰岩的溶蝕作用；鬆軟未固結的岩層(如：泥岩)B.人為因素→超抽地下水，土壤孔隙中水分被抽出，使孔隙產生壓密作用；地下開發礦產，使地下支撐物減少；都市化快速，地表載重增加。(3)台灣地區因人口增加、工業發達、從事養殖漁業過度抽取地下水，導致地層下陷，造成了海水入侵、土壤鹽化、海水倒灌與淹水不退等生命財產的損失。(4)全世界因過度抽取地下水而造成地層下陷的都市以墨西哥市最為嚴重，近百年來的下陷量達九公尺。(5)台灣地層下陷區，主要分布於大肚溪以南的西南沿海、蘭陽平原沿海等地，以屏東林邊地區為最。圖7-3台灣地區地層下陷分布圖66五、水資源規畫1.規畫原因：(1)由於人口成長，全球各地淡水資源有限，且污染問題嚴重。(2)氣候不穩定，水資源不足。2.規畫目的→提升水資源使用效率，保護水資源之水量與水質。3.規畫類型→依規畫對象及目的來分：(1)流域規畫：以整個河川流域為對象，規畫範圍廣，如淡水河的流域開發計畫包含防洪、灌溉、水土保持、發電、供水、航運、環保等，多屬大河的規畫，常與國土資源規畫及全國經濟計畫有密切關係。(2)地區性規畫：指行政區、經濟區、地理區，規畫重點有的以灌溉為主，有的以排水為主，因地而異。(3)跨流域規畫：指跨兩個或兩個以上的水資源規畫。如：中國大陸的南水北調。(4)專業規畫：為解決流域內某一單項水資源問題的規畫。如：防洪、航運、灌溉等規畫。六、水資源的永續利用1.提高地表逕流的使用率→多建水庫、埤、圳等工程。2.增加地下逕流(地下水)的容量→多保留林地、草地、農地以及造林等。3.減少水資源的污染→農牧漁、工業及家庭用水等盡量排入截流管及做好污水處理設施。4.地面水與地下水聯合運用→雨季時多使用地面水，乾季時才使用地下水。5.節約用水。七、洪患1.洪水→指暴雨、急速融冰、水庫潰壩等作用所引起的地表水量猛增或江河水患急速上漲之現象。2.洪患→又稱『水災』，因洪水所造成之生命財產上的損失，稱之。3.洪患的成因：(1)豪雨→例如台灣夏、秋間的颱風雨、春夏間的梅雨及夏季的午後熱雷雨。(2)集水區濫墾濫伐，水土保持不佳。(3)漲潮，使河口或河岸低窪地造成洪水。(4)地震、山崩、水壩與堤防的潰決。67(5)人口與產業高度集中的都會區地面多人工建物，雨水不易下滲，地面逕流迅速排入河川溝渠，河渠水位暴漲而成洪患。4.台灣洪患的類型：(1)暴雨型水災A.特徵→短時間內，降下大量暴雨。B.台灣地區大部分水災屬於此類，主因→集水區面積相當小、上游土地開發、森林的砍伐。(2)排水不良的水災A.排水系統受泥沙淤積或雜物堵塞。B.台灣地區各大都市多屬這類型水災。(3)地層下陷型水災A.地表因地層下陷，而造成積水或海水倒灌。B.台灣西南部沿海的雲林縣、嘉義縣多屬這類型水災。5.洪患的防治：(1)築堤堵水(束洪)→是最常見的防洪措施，如黃河下游、長江中游的荊江段、台北盆地主要河川。(2)截彎取直→在曲流發達的地區常採用的措施，如長江中游的荊江段，台北市的基隆河下游。(3)建分洪道(分洪)→在河川匯流處因流量大增，常採用此方法，如台北盆地大漢溪和新店溪交會處圖7-4都市化前後暴雨河川流量歷線圖圖7-5暴雨後兩種河川流量歷線圖7-6二重疏洪道略圖68建二重疏洪道。(4)疏濬拓寬河道(導洪)→如淡水河下游的關渡口，位於台北盆地各大河川及疏洪道的總匯集處，且原河寬僅450公尺，目前已將海拔2.5公尺以上的地區拓寬為550公尺，以宣洩洪水。(5)闢建蓄洪區(蓄洪)→如長江中游的上莉江段南岸闢建蓄洪區，台北盆地西部的五股地區也規畫一塊蓄洪區。(6)河川中上游多建水庫→也能發揮很大的蓄洪作用。(7)加強洪水預報和警報系統及河道與山坡地管理。八、試題練習1.下圖為某流域某次雨後的變化，假如該流域的大片森林被砍伐光，其流量變化(水文歷線)將有如下列哪一幅圖的狀況？2.築堤束洪是最常見用來防患洪災的方式，至於修築的堤防高度，主要是參考：(A)年平均雨量(B)降雨集中的程度(C)雨量變率數值(D)頻率洪水量(E)河川的流域面積大小。3.造成48年八七水災，52年葛樂禮洪患的共同主因為何？(A)產業高度發展(B)人口迅速增加(C)集水區不當開發(D)都市化(E)暴雨