章 第 13 水文概說

章 第 13 本章學習重點 水循環、水平衡 水文歷線 水資源、地下水 補注、安全出水量

第一節 水循環與水平衡 水循環 水平衡 第二節 陸地的水資源 地面水資源 地下水資源 水文歷線 第三節 水資源問題 水資源分布相對不均 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 水循環 水平衡 第二節 陸地的水資源 地面水資源 地下水資源 水文歷線 第三節 水資源問題 水資源分布相對不均 水資源爭奪紛爭

地球總水量固定，以不同形態儲存與循環，維持平衡。 隨著全球人口增長、產業發展與環境的劣化，可用的水資源相形不足。 章 第 13 水資源 地球總水量固定，以不同形態儲存與循環，維持平衡。 隨著全球人口增長、產業發展與環境的劣化，可用的水資源相形不足。 二十一世紀世界各國可能會因為爭奪水資源而引發戰端，故對水資源的保育工作已刻不容緩。

章 第 13 第一節 水循環與水平衡 水循環 大氣中的水經過【蒸發散】→【凝結】→【降水】（一部分被植物吸收，一部分成為地面逕流，一部分成為地下逕流），此一循環過程，稱為水循環。

蒸發散：蒸發與蒸散的總稱，是水分輸往大氣的過程。 蒸發散量的大小，與接受到的太陽輻射量和水量規模有關，通常低緯大於高緯，海洋多於陸地。 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 蒸發散是什麼？ 蒸發散：蒸發與蒸散的總稱，是水分輸往大氣的過程。 蒸發散量的大小，與接受到的太陽輻射量和水量規模有關，通常低緯大於高緯，海洋多於陸地。

水平衡 收入=支出 水平衡 收入>支出 剩水 收入<支出 缺水 第一節 水循環與水平衡 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 水平衡 定義：某一地區在一定時間內水量收入與支出的平衡狀態。 (1)收入是指經由【降水】或其他區域流入的水量（逕流）。 (2)支出是指經由【蒸發】或流到其他區域的水量（逕流）。 收入=支出 水平衡 收入>支出 剩水 收入<支出 缺水

1.全球的水平衡 第一節 水循環與水平衡 長時間而言，全球的總蒸發散量等於降水量。 海洋的收入與支出： 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 1.全球的水平衡 長時間而言，全球的總蒸發散量等於降水量。 海洋的收入與支出： 收入：降水和入海的逕流。(380+40) 支出：蒸發。(420) 陸地的收入與支出： 收入：降水。(110) 支出：蒸發散和入海的逕流。(70+40) 平衡 平衡

(2) 剩水：一地的降水量＞可能蒸發散量，可 利用的水量相對較多。 (3) 缺水：一地的降水量＜可能蒸發散量，水 資源相對較貧乏。 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 2.剩水與缺水 原因：因全球各地降水量與太陽輻射條件 不盡一致，故非各地都達到水平衡，而是 呈剩水或缺水狀態。 (2) 剩水：一地的降水量＞可能蒸發散量，可 利用的水量相對較多。 (3) 缺水：一地的降水量＜可能蒸發散量，水 資源相對較貧乏。

請配合行星風系，分析全球各地水平衡狀態。 章 第 13 第一節 水循環與水平衡 2.剩水與缺水 請配合行星風系，分析全球各地水平衡狀態。

2.剩水與缺水 （1）哪些氣候區為剰水區？ 【 】 熱帶雨林、溫帶海洋性、寒帶 （2）哪些氣候區為缺水區？ （3）哪些行星風帶為剩水區？ 【 】 （2）哪些氣候區為缺水區？ （3）哪些行星風帶為剩水區？ （4）哪些行星風帶為缺水區？ 【 】 （5）哪一氣候帶最接近水平衡？【 】 （6）哪一緯度帶為地球上最大的剰水區？ 【 】 （7）哪一緯度帶為地球上最大的缺水區？ 【 】 熱帶雨林、溫帶海洋性、寒帶 熱帶莽原、乾燥、溫帶地中海型 ITCZ、西風帶、極圈氣旋帶、極地東風帶、極地高壓帶 副熱帶高壓帶、背信風帶 北半球陸地面積大於南半球，地下逕流流動較地表逕流慢，所以陸地面積大的北半球儲水多，所以北半球的熱帶雨林氣候剩水較南半球多 寒帶 北緯0度～10度 南緯20度～30度

臺灣各地全年降水量與蒸發散量 臺灣全島屬於【剩水】區，唯一缺水區為【離島 】 測站 降雨量 蒸發散量 臺北 2405mm 883mm 花蓮 臺中 1773mm 761mm 高雄 1885mm 947mm 澎湖 1013mm 1800mm 臺灣各地年降水量與蒸發量 資料來源：中央氣象局

臺灣水平衡 時 間 空間 水平衡狀態 剩水 剩水 剩水 缺水 全 年 全島 降水>蒸發 夏半年(5-10月) 冬半年(11月-4月) 時 間 空間 水平衡狀態 全 年 全島 降水>蒸發 夏半年(5-10月) 冬半年(11月-4月) 北部 南部 降水<蒸發 剩水 剩水 剩水 缺水

96.學測 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。 (A)甲、乙　(B)甲、丙　(C)乙、丁　(D)丙、丁 (甲)春季時，高雄背東北季風，降水量較少，屬缺水區。 (乙)澎湖基本上全年缺水，夏季會有一點剩水。 (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。 答案為Ｃ

水資源：可開發、運用的水，以淡水最為重要。 章 第 13 第二節 陸地水資源 水資源：可開發、運用的水，以淡水最為重要。 以海洋所占的比例最大，其次為冰河與冰原、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。

水道橋是人類引用水資源的一種方式。 第二節 陸地水資源 章 第 13 第二節 陸地水資源 水道橋是人類引用水資源的一種方式。 橫跨法國Gardon河的古羅馬水道橋，此橋建於西元前18～19年的羅馬時代，設計成三層拱門形式，目的是引附近的水到尼姆（Nimes）。

海洋的水資源利用 海洋水由於含鹽量高，無法直接提供維生、農業灌溉或部分工業製程之用。近年為了增加可用的淡水資源，全球已約有70％ 的國家興建海水淡化系統，日產淡水量可達數千萬公噸。 照片來源：http://www.baike.com/wiki/%E7%A7%91%E5%A8%81%E7%89%B9%E6%B0%B4%E5%A1%94 科威特海水淡化水塔

水體更新週期是指一定量的水從進入儲存環境至其離開該環境所需要花費的平均時間。 章 第 13 第二節 陸地水資源 1.地面水資源：河川水資源 更新週期短，取用方便，成為人類高度依賴的水資源。 水體更新週期是指一定量的水從進入儲存環境至其離開該環境所需要花費的平均時間。

(A)冰川 (B)地下水 (C)湖泊 (D)河水 98指考 在永續利用原則下，人類使用的水資源量受限於各種水體的儲存量，及此儲存量循環更新的時間。如更新時間愈快，可循環利用的水量就愈多，下表為全球淡水量的部分數據，請問在人類每年合理開發利用下，可以從以下哪種水資源獲得最多的淡水？ 水體 固態水(冰雪) 地下水 湖泊 河水 儲存量 24230 10100 91 1.2 循環更新時間 9700年 840年 17年 16天 (A)冰川　(B)地下水　(C)湖泊　(D)河水

降水季節變化顯著的地區，常興建水壩和攔水堰來截蓄與取用河川水資源。 章 第 13 第二節 陸地水資源 1.地面水資源：河川水資源 河川流量深受降水狀況的影響。 -熱帶地區，水資源豐富。例如：亞馬孫河水 量占全球河川總水量的15％。 -乾燥氣候區，水資源貧乏。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，常興建水壩和攔水堰來截蓄與取用河川水資源。

湖泊：窪地瀦水而成。有提供水資源、蓄洪和調節河川流量的功能。 依含鹽量可分為淡水湖和鹹水湖。 -淡水湖：湖水能向外流出，鹽分不易累 章 第 13 第二節 陸地水資源 1.地面水資源：湖泊水資源 湖泊：窪地瀦水而成。有提供水資源、蓄洪和調節河川流量的功能。 依含鹽量可分為淡水湖和鹹水湖。 -淡水湖：湖水能向外流出，鹽分不易累 積。多分布在中、高緯地區。如加拿大。 -鹹水湖：多位於乾燥地區，鹽分高。

1.地面水資源：湖泊水資源 第二節 陸地水資源 湖泊若按成因分類，你學過哪些？ 1.曲流截斷形成的湖泊稱為： 牛軛湖 章 第 13 第二節 陸地水資源 1.地面水資源：湖泊水資源 湖泊若按成因分類，你學過哪些？ 1.曲流截斷形成的湖泊稱為： 2.冰河U型谷積水成湖稱為： 3.火山爆發通常會形成： 4.高雄港原始地形為： 5.世界最深的貝加爾湖是一個： 牛軛湖 槽湖 火口湖 潟湖 構造湖

2.地下水資源 第二節 陸地水資源 (1)廣義：地面以下的水，包含飽和帶與未飽和帶。 (2)狹義：指地下水面以下的地下水。 章 第 13 第二節 陸地水資源 2.地下水資源 南台灣用水吃緊 ，地底下藏有水脈 http://goo.gl/cH9u1s 關閉連結 (1)廣義：地面以下的水，包含飽和帶與未飽和帶。 (2)狹義：指地下水面以下的地下水。 (3)地下水面：指【飽和帶】帶的上限，會因地形、降水、人為抽取而起伏。 (4)安全出水量：抽取量須低於補注量，方能避免地下水枯竭，此抽取量稱為安全出水量。 (5)地下水優點：具有恆溫、水質良好，不易蒸發、季變化較小、不易受汙染。

章 第 13 第二節 陸地水資源 2.地下水資源 美國內布拉斯加州中北部某些地區出現圓形的農地景觀，其主要用水來源來自【地下水】。

2.地下水資源 第二節 陸地水資源 (6)分帶：飽和帶可分為兩層－ 【自由】地下水：位於地下水面與不透水層之間。 章 第 13 第二節 陸地水資源 2.地下水資源 (6)分帶：飽和帶可分為兩層－ 【自由】地下水：位於地下水面與不透水層之間。 【受壓】地下水：兩個不透水層之間的地下水。 礫石、砂層 是良好的含水層 ，粉砂、黏土等 透水性不佳的地 層為不透水層。

2.地下水資源 第二節 陸地水資源 (7)地下水的使用： 乾燥氣候區依賴地下水，如澳洲自流井、新疆坎兒井。 章 第 13 第二節 陸地水資源 2.地下水資源 (7)地下水的使用： 乾燥氣候區依賴地下水，如澳洲自流井、新疆坎兒井。 澳洲東南側有東南信風帶來豐沛水資源，西側背風處利用受壓地下水開挖自流井發展農牧業。

照片來源/Wikimedia Commons/Kallerna 章 第 13 第二節 陸地水資源 2.地下水資源 (7)地下水的使用： 乾燥氣候區依賴地下水，如澳洲自流井、新疆坎兒井。 新疆和河西走廊，多山麓沖積扇，地下水在扇端地帶湧出形成綠洲，農業得以開展。 照片來源/Wikimedia Commons/Kallerna http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Alluvial_fan,_Taklimakan_Desert,_XinJiang_Province,_China,_NASA,_ASTER.jpg 新疆崑崙山和阿爾泰山交會處的沖積扇 照片來源/Wikimedia Commons/Kallerna

流出 種類 流出方式 說明 自 然 流 出 河流 泉 人 為 普 通 井 章 第 13 第二節 陸地水資源 (7)地下水的使用： 無自然湧泉之處，人類常藉掘井汲取地下水資源。 流出 種類 流出方式 說明 自 然 流 出 河流 河谷切入地下水面，地下水補注河流 臺灣西南部河川【冬季】乾旱，依賴地下水的補注 泉 【地下水面與地面交切】 有溫泉、礦泉、間歇泉等 人 為 普 通 井 須以人力或機器汲取 井水面即為【地下水面】 依深淺可分： 淺井：井深二、三公尺至十餘公尺，用人力即可汲取 深井：需用抽水機汲取

第二節 陸地水資源 (7)地下水的使用： 自流井 地下水因壓力自然湧出 寫出自流井形成的條件： 【打井至受壓地下水層】 章 第 13 第二節 陸地水資源 (7)地下水的使用： 自流井 地下水因壓力自然湧出 寫出自流井形成的條件： 【打井至受壓地下水層】 【受壓地下水頭高於水井位置】 【含水層微傾、有充足水量補注】 地下水的種類

99.學測 臺灣農業發展過程中，政府為了配合內、外在環境的轉變，提倡園藝作物專作、水田轉作、發展精緻農業等政策。其中「水田轉作」政策，可能對臺灣環境造成何種影響？ (Ａ)土壤鹽化程度增強 (Ｂ)地下水補注量減少 (Ｃ)二氧化碳濃度降低 (Ｄ)地表植被覆蓋增多

【水文歷線】：表示某個河道斷面上河川流量隨著時間變動的圖形。 【洪峰流量】：當河道上游集水區發生暴雨，水文歷線出現明顯高峰。 章 第 13 第二節 陸地水資源 3.水文歷線 水文歷線 （1）定義： 【水文歷線】：表示某個河道斷面上河川流量隨著時間變動的圖形。 【洪峰流量】：當河道上游集水區發生暴雨，水文歷線出現明顯高峰。 【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。 【滿岸流量】：指河道可容納的最高水量。

河川流量組成中由地下水補注的部分稱為基本逕流。 章 第 13 第二節 陸地水資源 3.水文歷線 （2）水文歷線圖： 河川流量組成中由地下水補注的部分稱為基本逕流。 水文歷線圖 滿岸流量指河道可容納的最高水量。

洪峰流量的大小與洪峰滯延期的長短受降水型態和集水區的環境影響： 降水強度愈大，洪峰流量也愈大 集水區環境與水文歷線的關聯： 章 第 13 第二節 陸地水資源 3.水文歷線 （3）水文歷線的變化： 洪峰流量的大小與洪峰滯延期的長短受降水型態和集水區的環境影響： 降水強度愈大，洪峰流量也愈大 集水區環境與水文歷線的關聯： 集水區環境 入滲率 地表逕流量 洪峰流量 洪峰滯延期 森林密布 較高 較少 較小 較長 高度開發 較低 較多 較大 較短

洪峰滯延期縮短 洪峰流量增加 地下水入滲量降低 逕流量增加 洪患易發生 章 第 13 第二節 陸地水資源 3.水文歷線 （4）都市化前後水文歷線的變化： 洪峰滯延期縮短 洪峰流量增加 地下水入滲量降低 逕流量增加 洪患易發生

答：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，答案Ａ。 98.學測 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？ (A)甲　(B)乙　 (C)丙　(D)丁 答：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，答案Ａ。

活動1 水文歷線的分析 圖13-9所示為某河川部分流域之等高線示意圖，及流域中某處河段一週內的水文歷線圖。請問： 1.該次暴雨的最高降水量與洪峰出現相距多少小時？ 答：2.5-1=1.5(小時)。

活動1 水文歷線的分析 2.當河川流量達到多少時，可能溢出河岸造成洪患？ 答：40 m3/sec。 根據圖13-9，若為了減少洪患，可在該河川上游進行哪些防災計畫？ 答：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。

活動1 水文歷線的分析 如禁止商業伐木行為，對於洪峰滯延期與河川豐、枯水位分別可能造成何種影響？ 答：洪峰滯延期加長，洪水位降低，枯水位升高。

章 第 13 第三節 水資源問題 1.水資源分布相對不均 由圖中我發現了… … 西亞、北非、東非、南亞缺水

第三節 水資源問題 1.水資源分布相對不均 (1)人均降水量，公式為『一地長年平均的年雨量×該地 區面積÷該地人口總數』 章 第 13 第三節 水資源問題 1.水資源分布相對不均 (1)人均降水量，公式為『一地長年平均的年雨量×該地 區面積÷該地人口總數』 若臺灣地區面積為3.6萬平方公里，長年平均降水量以2.5公尺計算，人口為2300萬，請算出臺灣地區的人均降雨分配量：【4290立方公尺/年-人】。 (2)臺灣地區的「人均降水量」約為4290立方公尺，不及世界（ 2011年為6122.1立方公尺）平均值。主要原因為【地狹人稠】。 (3)熱帶的中非、西非、南美洲和高緯度地區的國家淡水資源較為充足；而淡水資源較為缺乏的國家則集中於自南亞、中亞、西亞、東非至北非、中歐與東歐一帶。

活動2 各國水資源的利用 　　水循環過程中，不同地區的水量因收入與支出呈現區域差異，使各地可使用的水資源量呈現不均的現象。可再生水資源（renewable water resources）為水文循環中可繼續再生的水量，例如：河川、水庫及其他水源，其可再生度（renewability）視自然補注率及人類利用率而定。可作為判斷一地水資源豐缺程度的依據，可再生水資源量愈大，表示可利用的水資源愈多。其計算方式為：（年降水量－年實際蒸發散量）× 各國總面積。

活動2 各國水資源的利用 下表為部分國家年降水量、可再生水資源、人均可再生水資源、用水量、人均用水量的資料。請問：

答：降水量、蒸發散量、逕流量 答：地狹人稠 答：生活水準的高低、產業型態 活動2 各國水資源的利用 從上文判斷，影響各國人均可再生水資源量的因素有哪些? 2. 臺灣年降水量為全球平均值的兩倍以上，人均可再生水資源量卻低於全球平均的1∕2，其原因為何？ 3. 影響各國人均用水量高低的因素可能有哪些？ 答：降水量、蒸發散量、逕流量 答：地狹人稠 答：生活水準的高低、產業型態

與水資源控制權的爭奪或國際河湖的水資源開發有關 章 第 13 第三節 水資源問題 2.水資源爭奪紛爭 原因 與水資源控制權的爭奪或國際河湖的水資源開發有關 實例 紛　　　　爭 結　　　　果 二十世紀中期，以色列片面進行輸水工程，分引約旦河河水 周圍阿拉伯國家因約旦河改道而與之對抗，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 流入伊拉克和敘利亞河水減少，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(構造湖)抽水 引發埃及、蘇丹對其嚴重抗議 印度、孟加拉之間，美國與墨西哥之間 曾分別因恆河和科羅拉多河的水資源開發而產生衝突 水資源大作戰 http://goo.gl/URITkT 水戰爭 http://goo.gl/cC0cXg 關閉連結

章 第 13 第三節 水資源問題 世界水資源主要衝突區塊

1959年，埃及、蘇丹簽訂充分利用尼羅河河水協定 1996年，印度、孟加拉簽訂恆河水資源共用協定 章 第 13 第三節 水資源問題 2.水資源爭奪紛爭 解決方法 分配協商和共同開發管理國際性的水資源 解決實例 1959年，埃及、蘇丹簽訂充分利用尼羅河河水協定 1996年，印度、孟加拉簽訂恆河水資源共用協定 1999年，尼羅河流域內國家成立「尼羅河流域組織 」，以共同合作開發利用 水資源

1970年，亞斯文高壩修建完工後，為尼羅河沿岸帶來不少益處，但也帶來不少環境問題。下圖為尼羅河流域與西亞關係圖。請問： 試試看 1970年，亞斯文高壩修建完工後，為尼羅河沿岸帶來不少益處，但也帶來不少環境問題。下圖為尼羅河流域與西亞關係圖。請問： 關於尼羅河的敘述，下列何者正確？ (Ａ)上游接近赤道，位於乾旱炎熱區 (Ｂ)高壩湖區地處埃及和衣索比亞之交界 (Ｃ)紅海阻隔自古即與西亞互不往來 (Ｄ)集水區水資源分配成為國際問題 答：高壩位於埃及與蘇丹之間；上游屬於雨林、莽原、高地區，正確答案為Ｄ。

試試看 尼羅河谷地氣候類型舉例 熱帶沙漠 熱帶沙漠 熱帶雨林

試試看 下列何者不是亞斯文高壩帶來的環境與社會經濟影響？ (Ａ)輸沙量減少，河口三角洲面積往內縮減 (Ｂ)全年灌溉供水，導致土壤鹽化面積增加 (Ｃ)水力發電量大，能供應薩赫爾國家發電 (Ｄ)人工蓄水湖區成為埃及漁業的生產要地 答：發電量只供應埃及、蘇丹，無法供應薩赫爾，錯誤答案為Ｃ。

試試看 許多研究指出，地中海東南沿岸漁獲減少與亞斯文高壩的興建有關。下列何者為最可能的原因？ (Ａ)高壩改變河川地形，造成洄游魚類無法洄游而滅絕 (Ｂ)高壩促使水力發電量大，導致地中海浮游生物量 (Ｃ)尼羅河兩岸農民使用人工肥料，促使入海水質惡化 (Ｄ)尼羅河兩岸農民施行人工灌溉，致使海水鹽度下降