01 地層下陷防治服務團九十四年度工作推動計畫
 
「地層下陷防治服務團94年度執行計畫」經審定辦理「協助政策推動與聯繫協調」、「嘉義、台南及屏東地區地層下陷原因探討與對策研擬」、「持續建置地層下陷防治資訊平台」、「地層下陷 地區產業配水管理之研究-以農業為例」、「地層下陷管理模式之建置」、「健全水井管理示範計畫與配套措施研擬及推動」等項工作,相關成果茲摘述如后。
 
壹、工作成果
 
一、協助政策推動與聯繫協調
 
(一)協助辦理「彰化雲林地區地層下陷防治計畫」相關工作
1.協助研撰「雲林縣高鐵沿線3公里寬範圍內公有水井封移計畫」。
2.配合研擬「雲林縣高鐵沿線3公里寬範圍內公有水井封移計畫執行成效監控計畫」。
3.併整研撰「彰化縣大城鄉公有合法水井封停實施計畫」(草案)。
(二)「國土復育策略方案暨行動計畫」(草案)因應作為配合作業
1.地下水管制區劃設作業檢討。
2.嚴重地層下陷地區劃設作業檢討。
3.地層下陷易淹水公墓遷移問題癥結探討。
(三)協助召開各項防治工作業務會議
1.與經濟部水利署召開39次工作討論會。
2.邀集經濟部水利署委辦、補助單位及北、中、南區水資源局召開聯合工作會議。
(四)地方防治資訊反映
1.北勢寮海水供應系統防治效與營運問題。
2.永安地區養殖海水水源改善。
3.義竹地區淡水養殖比例逐年回昇。
4.地層下陷對地下水觀測井影響評估。
5.溪湖地區地層下陷錐時空特性。
(五)協助地方縣市政府辦理防治工作
1.協助執行94年度地層下陷防治工作。
(1)協助研擬94年度地層下陷防治資訊蒐集重點議題。
(2)協助各縣市召開「地層下陷防治鄉鎮研商座談會議」。
2.辦理「地層下陷防治工作業管人員訓練營」。
(1)協助各縣(市)業管人員由不同面向多元思考以妥慎釐清問題癥結、訂定防治對策及其執行優序。
(2)與台南縣政府共同於94年11月22日、23日及94年11月24日、25日,假台南縣七股鄉黑面琵鷺研究管理中心辦理兩梯次。
(六)行政及技術支援工作。
1.配合辦理教育宣導與訓練工作。
2.宜蘭縣羅東攔河堰水資源調配運用對策建議。
3.屏東縣四重溪溫泉風景特定區取水對恆春平原用水影響現地勘查。
4.嘉義台南地區增設水準高程檢測點現地勘查。
 
二、嘉義、台南及屏東地區地層下陷原因探討與對策研擬
 
依嘉義縣、台南縣及屏東縣之區域環境特性分析探討其地層下陷成因並研擬具體防治對策,以提供主管機關研擬實施計畫之參考。
(一)嘉義地區
1.配合「國土復育策略方案暨行動計畫」,規劃沿海低窪易淹地區土地墊高或濬挖設置蓄洪池,改善居民生活環境。
2.加強朴子工業區地表高程檢測及產業用水查核工作,確保工業區環境安全。
3.推動辦理義竹地區養殖集中區域高程檢測工作,建立高程背景資料,提供適時警訊。
4.加強查緝未依法辦理登記之新設水井,及管制新設深層水井登記申請,以有效管理地下水水資源。
5.聯合台南地區水庫進行水源調配操作,增加地面水利用效率。6.辦理嘉南農田水利會灌溉或排水渠道高程檢測工作及辦理後續改善工程,以維持其輸配水及排水功能。
(二)台南地區
1.加強新興工業區地表高程檢(監)測及產業用水查核工作,確保工業區環境安全。
2.推動辦理北門、學甲、鹽水地區養殖集中區域高程檢測工作,建立高程背景資料,以提供適時警訊。
3.加強主要排水堤岸高程檢測及後續整建工程,以維持其設計保護強度。
4.聯合嘉義地區水庫進行水源調配操作,增加地面水利用效率。
5.辦理舊有埤塘維護改善工作,以回復其原有蓄水供水功能。
(三)屏東地區
1.持續推動諸如大嚮營人工湖等地下水補注與保育工作,避免第3-1及3-2層地下水位持續降低而引致地層再發生非彈性壓縮。
2.應積極管制諸如屏東二代加工出口區及屏東農業生物技術園區於屏東平原沖積扇扇央及扇尾地區鑿設深度超過100公尺及180公尺以上之水井及抽取水量,避免地層下陷問題往深層發展。
3.林邊鄉內自來水公司及農田水利會仍設有深達180至190公尺公共水井,考量供水水質,且為促使地下水位回昇,降低地表下100-200公尺間土層之壓縮潛量,建議應予以封移。
4.持續推動設置海水統籌供應系統,提供優良海水以減少林邊、佳冬地區養殖魚塭採鑿井抽水方式抽取所需養殖水源。
5.配合整體流域綜合治水概念,於高屏溪、東港溪及林邊溪中游沿岸,以台糖農場或公有地為優先考量,選擇適當地點設置分散式滯洪池,除延滯洪流以降低沿海地層下陷地區水患外,並可提供包含里港、九如、萬丹、新園、東港、林邊及佳冬等主要養殖鄉鎮之養殖用水。
 
三、持續建置地層下陷防治資訊平台
 
本年度除持續更新相關資料外,工作重點乃在建置利用用電量推估調查水井之抽水量模式,本模式由水井動力設計公式出發,輔以電量積度測定計算法推導出抽水量與用電量關係為:,其中參數α經機率分布分析結果其值分布在0.1~0.4之間;ΔA為用電資料可至台電公司抄錄;H為揚程,本模式乃依各井所抽用之含水層狀況,擇選適用之洩降公式及配合該井之水文地質資料計算,同時亦考量井管之摩擦損失。本模式以雲林地區行進實際估算,其結果與雲林科技大學92估算結果比較,發現雲林科技大學估算結果與本模式推估結果之中值相近。
 
四、地層下陷地區產業配水管理之研究-以農業為例
 
本工作利用灰色多目標規劃模式,並設計三種情境進行分析,分別為不限制抽水量、容許抽取入滲補注量及降低一半地下水抽用量(減抽最大抽水量之ㄧ半),以探討比較可行降低用水及減緩下陷程度之策略差異。本年度之分析結果如下;
1.對研究區域彰化縣大城鄉而言,大城鄉灌區內稻作面積主要應以一期為主,耕作總面積不可超過2,478公頃,二期稻作傾向不耕作,而改種獲利更高之花 椰菜(種植面積在222公頃至1,664公頃之間)及花生(種植面積在551公頃至1,124公頃之間),或者獎勵休耕,因此有檢討灌區內耕作制度之必要 (雙期作田面積不應超過274公頃);而蜆養殖因地下水耗用量大,當地下水資源供應條件被限制時,本鄉其實不適合養蜆,但因其單位面積獲利最高,因此當最大容許養殖面積為100公頃時,此時全鄉獲利也最高(約4.4億元)。
2.同時考量最小抽水量及最大獲利之情況下,在不限制抽水量的情境下,年抽水量為6.39至37.64百萬立方公尺間,獲利為2.63至4.39億元/年之間;在容許抽取入滲補注量的情境下,年抽水量為0.12至5.09百萬立方公尺間,獲利為0.99至3.3億元/年之間;在降低一半地下水抽用量的情境下,年抽水量為0.28至33.58百萬立方公尺間,獲利為1.02至4.27億元/年之間。相對於不限制抽水,僅考量最大獲利(5.06億元/年,抽 水量1.36億立方公尺)而言,如能使農民配合作物生產管理,獲利損失約介於2.43至0.67億元/年之間,但年減抽水量可達0.98至1.3億立方公 尺之間,效益相當可觀。
3.本工作主要為建置產業用水調配或管理之方法,並以分析作物(類比於產業)之用水及抽水量之時間分布為分析主軸,基於模式簡約(parsimony) 原則,僅以大城鄉大宗作物為主要分析對象,且作物種植期距或養殖期距係由資料蒐集與分析及訪談而來,建模精度將影響分析結果反應實際種植(養殖)之用水行為與時間分布。
4.本項工作主要目標係以農業用水為例,建立研究區域內水資源調配管理策略分析模式,以期可在不同目標函數下,求得最適農業用水分配策略,提供農業生產、輔導,甚至移用調撥參考。對於產業用水情境一設計情境,給定各旬用水需求歷線,配合現有供水系統,釐訂地下水抽用量上限,或據以檢討蓄水設施之規劃規 模與操作規線。
 
五、地層下陷管理模式之建置
 
在地層下陷問題紓緩與國土復育的長期願景目標下,如何能掌握具時效之環境變化資訊,瞭解下陷衍變過程及其機制,據以研判防治政策施為之效果,以調整施政的 區位與強度,提昇防治成效,甚至能防範未然,建構有效之監測體系,實為推動地層下陷防治工作重要環節。為達成上述目標。
本計畫期以二年時間建置地層下陷管 理模式,本模式係整合地下水觀測站網監測資訊,利用多孔介質理論建立地層下陷壓密量分析模式,據以評估各地下水分區地層下陷潛勢,掌握各區地層下陷空間衍變過程,提供區域地層下陷警示資訊,進而以系統化分析模式檢討評估目前地層下陷監測站網之佈建區位並提出改善建議,以建置符合防治業務需求之監測體系。另,擬以建構之地層下陷推估模式,擇區推估其可能之最大下陷量,以作為構思防治策略之量化參考。
本計畫規劃工作分為兩個年度辦理,其主要項目為:
基本資料蒐集與整理分析、地層下陷推估模式建立、尺度分析、地層下陷監測站網佈設檢討建議及區域最大可能地層下陷量推估等工作。本年已完成Terzaghi單向度壓密理論之方程式推導,並採用Crank-Nicholson隱性差分法進行方程式之離散作業,建立因黏土層超額孔隙水壓消散引致地層下陷之數值計算方法。以Terzaghi(1948)所提出之解析解,驗證本模式超額孔隙水壓隨時間消散之歷程,證明本模式孔隙水壓計算之可信度。而模式相關參數檢定係參考西港站地下水水位各分層觀測井之井深分布,配合現地之土層地質柱狀圖,劃設模式計算所需之模式分層,統計各模式分層中對應之黏土層厚度,分別計算其壓密量。並採用適應性網路模糊推論系統(Adaptive Network-Based Fuzzy Inference System),優選檢定單向度壓 密公式中之壓密係數(Cv)與沈陷公式中之壓縮指數(Cc)及膨脹指數(Ce)等參數。土層壓密沈降過程,其孔隙率必然不斷減小,而壓密係數(Cv)亦會 隨之減小,因而延滯孔隙水壓消散之時間。因此,下年度將考慮單向度壓密方程式中各項參數隨時間變化之特性,建立參數為時變性之一維地層下陷數值模擬。地層下陷數值模式所需之各項土壤壓密參數,雖可經由單向度壓密試驗獲得。
然而,目前多數地下水位與地層下陷分層監測井,於設置前之土柱鑽探工程,並未進行土壤物性試驗及單向度壓密試驗,因此,模式計算所需之各項參數闕如,僅能由相關經驗式作合理之假設。建議未來於新建地下水水位與地層下陷分層監測井設置初期,除進行土層鑽探外,亦需配合土壤物性及單位度壓密試驗,以獲取相關參數,提高數值模擬之準確性。
 
六、健全水井管理示範計畫與配套措施研擬及推動
 
台灣地區因諸多因素(法令宣導、產業政策、民意壓力等)肇致水井鑿設申請及水權登記管理規定未能落實,除依法登記申請水權或臨時用水執照者外,其他為數眾多之水井其相關之設施與取水等資料均付闕如,在地下水資源調配管理工作上形成盲點,無法建立公平合理機制有效開發運用有限之地下水資源。
本工作茲針對如何健全水井管理體系提出初步構想,供主管機關參考籌謀良策。由近五年自記式地下水位觀測結果中,近五年水位下降量大於一公尺者占所有測站之78.6%,顯示地下水位仍持續下降,彰化、雲林、嘉義地區沿海與內陸區域之地下水水位下降皆已超過一公尺,地下水管制問題依然存在。此外地下水超量抽用亦造成地層持續下陷。由目前查出之水井總數約26萬口,然而合法水井數僅約1萬餘口,佔水井比例不及百分之三。面對為數龐大違法水井取水之事實,現階段除加強教育宣導工作,強化水權申請觀念,以匡正視聽外,主管機關如何突破現況,並在兼顧法令及民眾用水權益與生計發展等諸多因素考量下,逐步掌握水井相關資訊,進而達成地下水資源合理運用之政策目標。本計畫建議應採正視違法水井取水之事實,修訂法令全面納管之政策方向。
健全水井管理工作建議分成三個階段實施:
第一階段:掌握基本資訊階段考量目前水井所有人可能因違法取水事實及未來可能面臨取締,致影響生計之疑慮,導致在配合調查意願上常有猶疑甚或阻撓之舉措,以及主管機關知其違法而未處置之行政責任等因素。本階段建議應以全面合法納管、掌握水井基本資訊為目標,修改水利法授予納管之法源依據,另依據統計法辦理調查及申報作業,引導民眾主動配合,俟限期完成水井調查及申報工作後,再輔以獎勵檢舉、即查即封等措施處理未申報及未完成調查水井,以符合公平原則及落實公權力施為,提升政府施政績效。同時持續辦理地下水文資料蒐集、推廣水權人安裝量水設備等工作,俾建立完整背景資料。
第二階段:減少抽用量階段待掌握水井用水時空分布資訊後,本階段應配合加強地面水或替代水源水源開發調配,以增加地面水供應量,同時配合土地變更使用、產業結構及型態之調整,節水技術之提昇及改善,以及公井制度等措施之推動實施,提高用水效率,同步達成減少地下水使用量及水井數量之目標。
第三階段:健全水權管理階段俟全面掌控相關水文地質、地面水及地下水用水資訊後,再依據水文及地下水監測站網調查資訊,藉由各地區地下水天然補注量多寡之評估及安全地下水水位之訂定,以及相關法令及管理辦法與制度之建立,釐定產業型態與土地利用最適規模,輔以水資源靈活調度,以期回歸水權制度,落實計量管 理機制,達成合理調配永續利用地下水資源目標。