第１３章　水文概說

第１３章　水文概說 前言第一節　水循環第二節　水平衡第三節　水資源

前言 • 水是人類生活中所不可或缺的資源。其中以海洋所占的比例最大，其次為地下水，大氣中的水氣雖然很少，卻關係著一地溼度及降水量多寡。 • 陸地表面的水，以固態的冰雪占大部分，分布於極區及中、高緯度的高山區；河、湖所占比例雖小，但與人類生活最息息相關。

第一節　水循環 • 水循環：大氣中的水、地表水和地下水，以降水、蒸發散、入滲、逕流等方式循環，使水資源得以更新。

（一）降水 • 降水：地表及地下所有淡水之來源，其形態包括液態的雨，固態的雪、霰和冰雹等。 • 洋面上之降水量約為陸地的4倍。 • 受海洋氣團影響的海岸地帶，降水量較內陸地區為多。

（二）蒸發散 • 蒸發散：地表水的蒸發與植物的蒸散合稱為蒸發散。 • 就長期而言，全球的總蒸發散量與降水大致維持平衡。 • 地表及植物進行蒸發散作用時，因吸收空氣中的熱量而降溫，因此海岸地帶的夏溫較內陸地區涼爽。

（三）入滲與地下水 • 入滲：地表水進入土壤、岩石孔隙的過程，稱為入滲。 • 地下水：當雨水或地面水沿著土壤空隙或岩石裂縫下滲到地面以下，稱為地下水。 • 唯有使地下水抽取量低於補注量，才能維持地下水永續利用之需求量，此即稱為安全出水量。

地下水的種類 • 自由地下水：若下滲過程中遇到不透水層開始累積，使岩層中充滿水分，形成飽和層，則儲存流動其間之水，稱為自由地下水，其頂面稱為地下水面。 • 受壓地下水：因岩層結構，使雨水流入兩不透水層之間，累積達到飽和狀態，則形成受壓地下水。 • 不飽和帶：在地下水面以上的岩層和土壤空隙並未填滿水分，稱為不飽和帶。

井的種類 • 普通井：古老之淺井多半汲取自由地下水。 • 自流井：當井深入受壓地下水層，且因含水層傾斜，井口面低於受壓地下水面，地下水會自動湧流而出，稱為自流井。

地下水種類示意圖

（四）逕流與水文歷線 • 當降水量超過入滲量，雨水便在地表累積形成逕流，再匯聚為河川，注入大海。 • 降水時地表逕流匯聚進入河川，使水位高漲，雨停之後，河川水位緩慢下降，這種河川流量隨著時間變動的圖形，稱為水文歷線。

（四）逕流與水文歷線 • 若集水區的森林密布，雨水在坡地土壤入滲率較高，使洪峰滯延期增長，因此降雨產生的逕流較少，使洪峰高度降低。 • 若集水區有不當開發，導致入滲率低，形成地表逕流，不但會提高洪峰，也縮短洪峰滯延期，增加洪水氾濫機會。

第二節　水平衡 • 地表透過水循環，總水量幾乎維持不變，降水量和蒸發量也大致平衡。

地球各緯度帶的降水特性與水平衡 • 因為各地區降水、蒸發、逕流具有季節性差異，使得水資源分布並不平均。

A點的集水區 集水區 • 集水區：在河川周圍的山區，雨水集中流入該河段，稱為該河段的集水區。 • 分水嶺：集水區的邊界通常由鄰近的山脊線構成，雨、雪若落在界限外側，就會進入鄰近的集水區，集水區的邊界稱為分水嶺。

第三節　水資源 • 水是人類賴以維生的基本資源，由於水資源的存在形態及時空分布有異，加上人為規劃管理之不同，使各區域水資源的利用與調度有極大差異。

世界各地每人每年可獲得之降水與逕流資源 表13-1 世界各地每人每年可獲得之降水資源與逕流資源

乾燥氣候區的水資源利用 • 在乾燥氣候區與乾雨季節分明地區，地下水資源決定了當地的發展潛力。例如：美國中北部某些地區也以地下水為主要的灌溉水源，受地下水灌溉機械運作方式的影響，遂呈現出圓形的農地景觀。

坎兒井 • 中國新疆一帶，築地下水道，引地下水形成綠洲，使農業得以開展。此灌溉方式稱為坎兒井。

大河流域的水資源政策（一） • 坦尚尼亞宣布將自尼羅河源頭維多利亞湖抽水，供該國數以百萬計的農民使用時，立即引發埃及、蘇丹兩國的嚴重抗議，使「尼羅河流域組織」立即召集流域中的10個國家共同協商水資源調配問題。

大河流域的水資源政策（二） • 中國在瀾滄江興築高壩開發水力，不僅降低了下游湄公河的水位，減少柬埔寨金邊湖的氾濫機率，但卻造成營養物輸送減少和漁獲減產的後遺症。

第１３章 水文概說