花東縱谷主要係由花蓮溪、秀姑巒溪及卑南溪等溪流沖積而成；其堆積物之來源主要為西面之中央山脈變質岩及東面之海岸山脈火成岩、沉積岩等。縱谷內之三大水系。依照地理位置與水文地質分布狀況，花東縱谷可分為花蓮平原區、縱谷區、臺東平原區3個分區。

     花蓮平原地區是由源自中央山脈的木瓜溪、吉安溪和美崙溪等三條溪流所沖積而成的複合沖積扇裙區，全新世海進期間轉變為辮狀河系和/或曲流河系環境等較細顆粒沉積相。到了最上部也就是大約在六千年前以來，本區才又受到沖積扇擴展的影響，而以礫石沉積物為主。

     花蓮平原地下水層受到構造與沖積扇堆積影響可分為3個區域，最北邊的新城為一上下連通的巨厚地下水層；花蓮平原北端的北埔則僅有表層
25公尺的上部地下水層；花蓮平原則可分為上部地下水層與下部地下水層，地下水層厚度向海側逐漸減少。

圖12.2-1新城至光華之地質剖面圖

    臺東平原主要由卑南大溪、太平溪、利嘉溪和知本溪沖積而成。綜合其沉積環境分析，臺東平原大都是以礫石沉積為主，顯示沉積在山麓前緣沖積扇的環境中。其中豐田和康樂井，由下而上均維持為沖積扇的環境。豐里井以沖積扇的環境，向上約在臺東平原主要由卑南大溪、太平溪、利嘉溪和知本溪沖積而成。55公尺深（約於7000~8000年前），曾一度轉變為曲流河系環境，其後又受到沖積扇擴展的影響，而以礫石沉積物為主。臺東平原除復興井鑽遇基盤外，沉積相幾乎都是以沖積扇礫石層為主，基本上亦為一巨厚地下水層，無明顯阻水層。

圖12.2-2池上至復興之地質剖面圖
    花東縱谷內的沉積相是河道堆積物到沖積扇堆積物間的交互變化，主要是由縱谷兩側中央山脈與海岸山脈的支流堆積的沖積扇，受到縱谷主河道切割搬運所形成。因河流搬運能量高，沉積物顆粒粗大，並未顯示出的明顯的環境變化。花東縱谷內可視為一巨厚地下水層，並無明顯分層。

圖12.2-3北埔至大富之地質剖面圖 
參考文獻:「臺灣地區地下水觀測網整體計畫(81-97年)成果彙編」