第12章 水文概說

12-1 水循環 12-2 水平衡 12-3 陸地的水資源 12-4 水資源問題 歷屆考題

水資源 地球上的水量固定，以氣態、液態、固態等不同的形態儲存於海洋、陸地和大氣，並在其間循環，維持平衡。 課本p180 水資源 地球上的水量固定，以氣態、液態、固態等不同的形態儲存於海洋、陸地和大氣，並在其間循環，維持平衡。 隨著全球人口的增長、產業的發展與環境的劣化，可用的水資源相形不足。 在1998年舉行的全球水政策 ─ 跨國水資源管理合作會議預測， 二十一世紀世界各國可能因爭奪水資源而引發戰端，水將繼石油之後，成為全球最重要的「戰略物資」，故水資源的保育已是人類社會刻不容緩的工作 。

課本p181 12-1 水循環 水循環：地表環境中的水，經由降水、蒸發散、入滲、逕流等過程，不斷地在大氣、陸地和海洋三者之間交換，使水資源得以更新，此種周而復始的流動過程。 水循環圖

1. 降水 降水：大氣中的水分輸至陸地與海洋的作用方式，其為人類淡水資源的原始來源。 課本p181 1. 降水 降水：大氣中的水分輸至陸地與海洋的作用方式，其為人類淡水資源的原始來源。 降水量的多寡與大氣中的水氣含量有關，洋面上由於水氣供應較為充足，海岸地區易獲得來自洋面上的水氣，因此降水量一般多於內陸地區。

2. 蒸發散 蒸發散：蒸發作用與蒸散作用的總稱，是地表與洋面之水分輸往大氣的過程。 課本p181 2. 蒸發散 蒸發散：蒸發作用與蒸散作用的總稱，是地表與洋面之水分輸往大氣的過程。 一地蒸發散量的大小，主要與所接受到的太陽輻射量和水量規模有關，通常低緯地區太陽輻射量較大，蒸發散量較高緯地區多，海洋洋面廣大，蒸發散遠多於陸地。

3. 入滲 入滲：水分由地面進入土層或岩層中的過程。 課本p181 3. 入滲 入滲：水分由地面進入土層或岩層中的過程。 地下水：當雨水或地面水入滲後，部分水分儲存於土層之中成為土壤水，其餘的水分則繼續向下滲透至含水層內蓄積，充填岩石的孔隙，形成飽和帶，此飽和帶中的水分即為地下水。 地面的入滲速率深受地表覆蓋狀況影響，例如都市地區的道路與建築物透水性極低，雨水難以入滲，因此當地的地下水不易獲得補注。

4. 逕流 逕流可分為： 地表逕流和地下逕流均可匯入河、湖、沼澤等水體，最終進入海洋。 地下逕流的流動速度遠較地表逕流為慢 。 課本p181 4. 逕流 逕流可分為： 地表逕流：當降水量超過地面的入滲容量時，多餘的降水便會沿著地面流動。 地下逕流：入滲至地面下流動的水分。 地表逕流和地下逕流均可匯入河、湖、沼澤等水體，最終進入海洋。 地下逕流的流動速度遠較地表逕流為慢 。

課本p182 水文歷線 水文歷線：一段時間內在河流某點上的流量變化曲線，降水時產生的地表逕流進入河川會使河川流量增加，降水停止後流量逐漸減少，因此降水事件發生後河川的水文歷線往往具有明顯的起伏變化。

洪峰滯延期 洪峰滯延期：暴雨時由最大降水強度發生到洪峰出現的時間間距。 洪峰流量的大小與洪峰滯延期長短受降水型態和集水區的環境影響。 課本p182 洪峰滯延期 洪峰滯延期：暴雨時由最大降水強度發生到洪峰出現的時間間距。 洪峰流量的大小與洪峰滯延期長短受降水型態和集水區的環境影響。 降水型態：降水強度愈大，洪峰流量也愈大。 集水區環境：（都市化前後水文歷線的變化） a.集水區的森林密布，入滲率高，地表逕流量少，且延緩了雨水集流至河川的時間，則洪峰流量較小、洪峰滯延期較長。 b.集水區內高度開發，不透水的地表覆蓋面積大，入滲率低，導致地表逕流多，且雨水較快集流至河川，則洪峰流量較大，洪峰滯延期縮短，易發生洪水氾濫。

課本p182 都市前後水文歷線的變化

課本p183 參考答案

1. 2小時。 2. 40 m3/sec。 3. 興建水庫可儲存過多的雨水，森林復育可增加雨水的入滲率。 4. 洪峰滯延期加長，洪水位降低，枯水位升高。

12-2 水平衡 水平衡：在某段時間內，一個地區或區域的水量收支狀況。 就長期的全球尺度而言，水在陸地、海洋和大氣三者間均維持收支均等。 課本p183 12-2 水平衡 水平衡：在某段時間內，一個地區或區域的水量收支狀況。 就長期的全球尺度而言，水在陸地、海洋和大氣三者間均維持收支均等。 降水、蒸發和逕流具有季節性和區域性的差異，因此各地的水量收支狀況並不相同。

1. 全球的水平衡 在較長的時間尺度下，全球的總蒸發散量等於降水量，亦即自陸地和海洋蒸發散至大氣的水量等於大氣產生的降水。 課本p183 1. 全球的水平衡 在較長的時間尺度下，全球的總蒸發散量等於降水量，亦即自陸地和海洋蒸發散至大氣的水量等於大氣產生的降水。 海洋的水量收入與支出： -收入：大氣的降水和陸地的逕流。 -支出：蒸發。 陸地的水量收入與支出： -收入：大氣的降水。 -支出：蒸發散至大氣的水分和輸往海洋的逕流。 全球水平衡圖

2. 流域的水平衡 流域：進行水文分析時常使用的空間單元。 課本p184 2. 流域的水平衡 流域：進行水文分析時常使用的空間單元。 某一流域在特定時間內的水平衡，其水量收入為降水，進入流域的降水一部分暫時儲存於土壤、湖泊、河流、冰河、地下水層等環境中，其餘以蒸發散、地表逕流和地下逕流的形式輸出流域外。 降水不足時，儲存的水量即可用以供應蒸發散和逕流的支出。 流域的水平衡公式如下：

課本p184 3. 剩水與缺水 全球各地降水與太陽輻射條件不盡一致： -剩水區：降水量大於可能蒸發散量，可利用的水 量相對較多。分布於赤道附近與緯度大於40度的 中、高緯地區，剩水量在各緯度帶不盡相同。 -缺水區：降水量小於可能蒸發散量，水源相對貧 乏。分布於緯度10度至40度間，受副熱帶高壓籠 罩之影響，可能蒸發散量大於降水量，是大型沙 漠的主要分布地帶。

課本p185 地球各緯度帶的降水特性與水平衡

課本p185 參考答案

12-3 陸地的水資源 水資源分布於地表附近，可被人類開發，供維生、農業、漁業與工業發展、電力生產、航運、遊憩等之用的水，以淡水最為重要。 課本p186 12-3 陸地的水資源 水資源分布於地表附近，可被人類開發，供維生、農業、漁業與工業發展、電力生產、航運、遊憩等之用的水，以淡水最為重要。 地球上的水有97％儲存於海洋，陸地的淡水所占比重甚低，而陸地的淡水中又以不易開發利用的冰河、冰原和深層地下水占大多數。 目前較易開發利用的淡水資源來自於河流、淡水湖泊和較淺層的地下水。

課本p186 1. 地面水資源 (1) 河川水資源 河川的水量只占全球水量的0.0001％，但河川水的更新週期平均為兩星期，故其一年可用的水量約是儲存量的二十餘倍，加上取用方便，因此成為人類高度依賴的水資源來源。 水體更新週期

河川的流量大部分來自於地表逕流的供給，深受降水狀況的影響。 課本p187 河川的流量大部分來自於地表逕流的供給，深受降水狀況的影響。 -在降水量多的熱帶地區，水資源豐富。例如： 亞馬孫河的水量占全球河川總水量的15％ 。 -乾燥氣候區，水資源貧乏。例如：乾燥地區 的河川水量僅占全球河川總水量約2％。 降水季節變化顯著的地區，河川的水量變化也大，增加水資源開發利用的難度，故常興建水壩和攔水堰來截蓄與取用河川水資源。

(2) 湖泊水資源 湖泊是地表低窪地瀦水而成，其除了作為水資源的提供來源外，尚具有蓄洪和調節河川流量的防災功能。 課本p187 (2) 湖泊水資源 湖泊是地表低窪地瀦水而成，其除了作為水資源的提供來源外，尚具有蓄洪和調節河川流量的防災功能。 湖泊依含鹽量多寡可分為淡水湖和鹹水湖。 -淡水湖：與河川相通，或是降水供給豐沛，故鹽分不 易累積，在水資源利用上較為重要。世界上多數的淡水湖分布在中、高緯度地區。如加拿大境內即占半數。 -鹹水湖：多位於蒸發散量大的乾燥地區內，缺乏淡水 供給，鹽分含量高，利用上較受局限。

課本p187 2. 地下水資源 地下水水量的季變化較小，水資源供應較為穩定，且比地面水不易受到汙染，為利用上的優點，因此是乾燥或乾季明顯地區的重要水資源，全球約有十餘億的人口以地下水作為飲用水源。 安全出水量：由於地下水更新週期長，故其抽取量須節制在補注量以下，方能避免地下水逐漸枯竭，此抽取量稱為安全出水量。

－自由地下水：位於地下水面與不透水層間的地下水。 －受壓地下水：位於兩層不透水層間的地下水。 若地下水面與地面交會，地下水流出地表形成湧泉。 課本p188 地下水分為自由地下水和受壓地下水。 －自由地下水：位於地下水面與不透水層間的地下水。 －受壓地下水：位於兩層不透水層間的地下水。 若地下水面與地面交會，地下水流出地表形成湧泉。 －中國的新疆和河西走廊，高山雪水流至沙漠邊緣的山麓沖積扇，向下入滲成為地下水，在扇端地帶湧出，當地因有湧泉灌溉而形成綠洲，得以開展農業。 普通井：人類常藉掘井汲取地下水資源，淺井多半從自由地下水汲取。 自流井：當水井深入受壓地下水層，且受壓含水層傾斜，井口面低於受壓地下水面時，地下水會自動由水井湧流地面。 －澳洲的中部低地因有廣泛分布的自流井，故農牧業發達。

課本p188 地下水的種類

12-4 水資源問題 水是難以替代且不易在空間上重新分配。 課本p189 12-4 水資源問題 水是難以替代且不易在空間上重新分配。 全球尺度或對於部分區域而言，今日正面臨著水資源短缺的問題，而國際間對於水資源的競爭，更潛藏著引發糾紛或衝突的危機。

1. 水資源問題的類型 (1) 水資源量相對不足 水資源的使用量增加：人口成長與產業發展。 課本p189 1. 水資源問題的類型 (1) 水資源量相對不足 水資源的使用量增加：人口成長與產業發展。 預計2030年時，世界的糧食需求將比今日高出約50％，而目前淡水資源的使用結構中，灌溉用水即占70％，未來淡水資源的需求量更大。 全球暖化可能造成降水量降低、蒸發作用增加。 森林的破壞、土壤的流失與退化等造成地表環境對於水資源的涵養能力下降，陸地上可用的淡水資源也漸減。 在平均每人可分配到的水資源量愈來愈少，但用水需求卻愈來愈大的趨勢下，全球水資源不足的問題日趨嚴峻。

課本p189 全世界水資源利用結構(2002)

課本p190 (2) 水資源分布相對不均 一個地區水資源豐缺程度取決於供、需之間的平衡狀況。由於各地降水量、人口與發展程度不一，因此水資源的豐缺程度也有明顯的空間差異。 若以各國每人平均可得的淡水資源量衡量： －充足區：熱帶的中非、西非、南美洲和高緯度地區的國家。 －缺乏區：自南亞、中亞、西亞、東非至北非、中歐與東歐一帶。

課本p190 世界各國人均淡水資源(2005)

民生、工業和農業活動的汙染，許多地區嚴重者已不適合加以利用，減少可用的水資源量。 課本p191 (3) 水資源品質劣化 民生、工業和農業活動的汙染，許多地區嚴重者已不適合加以利用，減少可用的水資源量。 今日世界上部分的大河，如長江、亞馬孫河、尼羅河等都出現不同程度的汙染現象。

水資源過度開發：人口成長與產業發展的資源需求壓力。 課本p191 (4) 水資源開發不當 水資源過度開發：人口成長與產業發展的資源需求壓力。 －墨西哥市百年來因超抽地下水，不僅境內可用的地下水資源大量損耗，且導致地層下陷將近10公尺。

部分發展程度較低的開發中國家，由於受到資金、技術的限制，無法供應較為穩定與衛生的淡水資源。 課本p191 (5) 水資源利用效率不佳 部分發展程度較低的開發中國家，由於受到資金、技術的限制，無法供應較為穩定與衛生的淡水資源。 －非洲的河川、湖泊的水資源開發率僅約5%，只有7%左右的可耕地獲得灌溉。 此外，因為管線滲漏、非法取用和用水觀念錯誤，也造成全球約有30%到40%的水資源被浪費 。

2. 水資源爭奪紛爭 主要與水資源控制權的爭奪或國際河湖的水資源開發有關。 課本p191 2. 水資源爭奪紛爭 主要與水資源控制權的爭奪或國際河湖的水資源開發有關。 －二十世紀中期，以色列進行分引約旦河輸水工程，引發水資源控制權的爭奪，成為第三次以阿戰爭的主因之一。 －土耳其在底格里斯河上游興建水利工程，以致流入伊拉克和敘利亞的河水減少，造成土耳其與其他兩國關係的緊張。 －2004年坦尚尼亞計畫自尼羅河上游的維多利亞湖抽水，引發埃及、蘇丹對其嚴重抗議。 －印度與孟加拉、美國與墨西哥，也曾分別因恆河和科羅拉多河的水資源開發而產生衝突。

為了消弭和避免水資源的國際紛爭，國際性的水資源分配協商和共同開發管理成為一項重要的方法。例如： 課本p192 為了消弭和避免水資源的國際紛爭，國際性的水資源分配協商和共同開發管理成為一項重要的方法。例如： －1959年埃及和蘇丹簽訂充分利用尼羅河水的協定。 －1996年印度與孟加拉新簽訂恆河水資源共用協定。 －1999年尼羅河流域內的國家成立「尼羅河流域組織」以共同合作開發利用水資源。

解析 ( ) 1. 某河流集水區的自然景觀原是茂密 的溫帶森林，但近年被砍伐開闢成牧 場。右圖中實線是森林區開發前下游 (　 ) 1. 某河流集水區的自然景觀原是茂密 的溫帶森林，但近年被砍伐開闢成牧 場。右圖中實線是森林區開發前下游 水文站在某降水事件所測得的水文歷 線。請問：該集水區在土地開發後， 與該降水事件極為相似的降水過程下，同一水文站所測得的水文歷線應是下列哪條曲線？ 【98.學測】 (A)甲　　(B)乙　　(C)丙　　(D)丁 解析 答：Ａ 說明：森林被砍伐後涵養水源的能力變差，因此在開發後會造成洪峰流量增加、洪峰滯延期縮短，故選(A)。

解析 ( ) 2. 水平衡是指地表上某地區在一定期間內，水的收入與支 出的平衡狀態。就臺灣各地區而言，下列哪兩項是正確 (　 　) 2. 水平衡是指地表上某地區在一定期間內，水的收入與支 出的平衡狀態。就臺灣各地區而言，下列哪兩項是正確 的區域水平衡特色？(甲)高雄春季是剩水區；(乙)澎湖夏 季是剩水區；(丙)花蓮秋季是缺水區；(丁)嘉義冬季是缺 水區。 【96.學測】 (A)甲、乙　　(B)甲、丙　　(C)乙、丁　　(D)丙、丁 解析 答：Ｃ 說明：(甲)春季時，高雄背東北信風，降水量較少，屬缺水區。 　　　(乙)夏季時，澎湖因西南季風、颱風雨及對流雨帶來豐沛降水量，故屬剩水雨。 　　　(丙)秋季時，花蓮位東北季風迎風坡，加上仍為颱風季節，故屬剩水區。 　　　(丁)冬季時，嘉義背東北季風，屬缺水區。