台灣地理自然災害 地層下陷 指導老師 : 范銚燻 組員 : 羅淑吟 D 賴秀粧 D

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1 台灣地理自然災害 地層下陷 指導老師 : 范銚燻 組員 : 羅淑吟 D94120066 賴秀粧 D94120308

2 地層下陷-由來 一般的地層下陷可以說是自然現象，從河流所沖積下來的沙石所構成的『沖積平原』，當沙石的顆粒愈小，壓實的程度就愈明顯，這是屬於自然的地層下陷。 當外力的作用，例如車子震動，施工震動，建築物的重量等，都會壓密地層，這 是第二種無法避免的地層下陷。超抽地下水也會造成地層下陷，這就是屬於人為的破壞了。 由於土壤間原本會存在著一些地下水分，這些水分子會有水壓力，因此會撐住土壤，當我們超抽地下水時，土壤顆粒間的水分不見了，只剩下空氣。而空氣很容易被擠去，這時候就會造成土壤收縮，也就是我們在地表所看到的地層下陷了。

3 發生主因 台灣地區地層下陷區域已近全島面積之十分之一 地層下陷的主要原因可大致歸納為下列幾種：
1.地下水超抽－－承載應力減小，導致地盤沉陷。 2.地下水水位下降－－承載負荷增加，造成土壤壓 密。 3.地面構造物－－由於高樓的建造，引起承載負荷增 加。 4.地震－－砂性土壤因地震而引起沉陷。 5.深基礎開挖及採礦－－引起地盤移動，導致地層下 陷。 6.淺覆蓋開挖－－隧道、涵洞管線設施所淺覆蓋開挖等。 7.地盤本身之上升或下沉現象。

4 天然因素 & 人為因素 天然因素 1.地殼變動 2.地層自然壓密 3.地震 4.火山爆發 5.地盤本身之上升 或下沉 人為因素
5.地盤本身之上升 或下沉 人為因素 1.抽取地下水或石 油 2.深基礎開挖及採 礦 3.工程排水 4.結構物重力壓密 5.淺覆蓋開挖

5 認識土壤液化 土壤液化就是原本可以支撐地表建築物的堅實土壤，由於外力的作用，通常像是地震，讓它變成像液體一樣可以流動的象。土壤一但發生液化，在上面的建築物就會因為突然之間失去支撐力，而產生傾斜，下陷的現象，甚至還會伴隨著噴砂以及地表龜裂。 與地下水有密切的關係在正常的狀況下，地下水的壓力和土壤的壓力達到一個平衡，所以地下水並不會自己冒出地表，也不會侵入別的岩層，而土壤也保持著堅實的狀態。

6 認識土壤液化 在海邊，河畔，沖積平原或舊河道等等地區，由於地下水的水位本來就比較高，而土壤的結構也通常較為鬆散，如果再加上例如地震的外力震動，頓時間，地下水就會充滿於地層中的孔隙，地層的承載力頓時被水給取代了。 這時候水與砂土將混合在一起形成像泥漿一樣的狀態，原本堅硬的土壤頓時變成液態，在上頭的建築物得不到支撐，就會下陷。有時候由於壓力的關係，水會伴著泥砂沿著土壤間的縫隙噴出地表，於是就形成了獨特的噴砂現象。

7 台灣容易發生土壤液化的區域 由於土壤液化的發生和地下水以及土壤結構有著密切的關係，地下水水位高的地區像是海邊、河岸、海埔新生地和舊河道，都是比較容易發生土壤液化的地區。 以下就附上台灣各縣市比較容易發生土壤液化的區域圖。

8 地層下陷對環境衝擊 地下水資源容易耗竭地下水資源涵蓄能力降低地層發生壓密作用，其厚度減少、孔隙率減低，所能涵養之地下水水量亦相應減少，造成下陷地區之地下水資源容易耗竭。 地勢低窪易生洪氾 地層下陷區因為地勢低漥，排水系統功能不彰，逢雨易積水不退。沿海地區，因地勢低陷地面低於海平面，時有暴潮溢淹、海水倒灌之災損。 建築物、工程結構物與維生系統設施損壞 地下水位下降導致地層有效應力增加，無論淺基礎、深基礎或橋墩與橋台等，因沈陷率不均而損壞，自來水、瓦斯管陷與下水道等維生管線則因彎曲損壞而洩漏。 海水入侵導致地下水鹹化地層下陷區地下水水位面低於海水面，導致海水侵入地下含水層，造成地下水鹹化，使得地下水可利用度降低，間接使得土壤鹽化，影響農作物種植。 濕地生態之轉變河流水路受地層下陷區地勢低窪影響而改道，除易造成淹水外，部份土地長期積水不退逐漸發展形成濕地型態。 海水倒灌或海堤潰決堤岸保護程度減小，維護費用增加，易引起海水倒灌或海堤潰決。

9 超抽地下水帶來的災害 超抽地下水除了會造成地層下陷外，在沿海地區還會有土地鹽化的現象。地層下陷 地層下陷會使得在上頭的建築物，由於本身的關係而下陷低餘地平面，給居民的生活帶來很大的不方便以及不安全感。 由於鬆軟的地層一經過超抽地下水之後，特別容易發生地層下陷，所以台灣西南沿海的村莊就常常發現這樣的現象。屏東縣林邊鄉的塭豐村就是一個這樣的例子。塭豐村是一個靠海的村莊，當地由於超抽地下水的關係，已經造成了房屋下陷的景觀。到當地去走一趟， 發現一樓只剩下半層樓的樓高，另外半層已經變成地下室了，很悲哀的，當地變成了一個鄉土教學的活教材。 另外，地層一旦下陷，由於排水效果也變差了，也更容易遇到海水倒灌的問題。土地鹽化 在沿海地區，地表的下面，淡水和海水長久以來其實一直保持著一種相互抗衡的狀態，或者我們可以把他看作是一種，淡水與鹽(海)水的角力賽，一直以來的和平相處，靠的是兩者之間壓力的平衡。

10 超抽地下水帶來的災害 但是，一旦我們超抽了地下水，鹽水的勢力大增，就會開始慢慢往陸地入侵。最後造成的結果就是，在原本抽得到淡水的地下水井，變得只抽得到鹹水。而土壤也慢慢地因為鹽水入侵而被鹽化，原本生長在土地上的淡水植物，面臨這麼突然的轉變而無法適應，就造成種植作物上的困難了。 土壤液化的發生，通常是在強大的外力震動下，例如地震之後會發生的，或許我們可以說那是難免的， 我們只能開發出一些方法來盡量減少它的傷害。然而地層下陷卻是由於人類超抽地下水所造成的災害。根據研究的數據，台灣地區每年地下水的補助量為41億立方公尺，但是抽取量卻高達71億立方公尺，等於超抽了十個石門水庫的蓄水量，這真是一個非常驚人的數字。

11 台北盆地 台北盆地是淡水河流域，地下水資源豐富。卻因為工商業發達、人口 密集，用水需要量逐漸增加，早期因為大量抽取地下水，引起地層下陷、排水不良等問題。 地下水因為開發容易，取用方便，且供水品質策穩定，處理費用低廉，因此常被大量的抽取開發引用。但過度開發的結果，易導致地層下陷，而 使得排水不良、海水倒灌、海水入侵、地下水鹽化等問題相繼出現，危害 居住及農、漁業環境。 幸而民國六十年政府實施地下水管制，加上板新自來水廠、翡翠水庫相 繼完工，自來水逐漸取代地下水的使用，地層下陷也亦趨緩和。 地層下陷雖然已趨緩和，但是地下水的水質卻已惡化。因為家庭、工業、農業的污水任意排放，滲入土壤，造成地下水的污染。尤其以淡水河的社子及五股最為嚴重。

12 台灣平均每年下陷程度 根據1990年的統計，台灣地層下陷最嚴重的地區是屏東，累積最大下陷量達到2.54公尺，平均年下陷量達12公分。第二名是雲林沿海，累積最大下陷量達到1.46公尺，平均年下陷量達10公分。 近年地層下陷的冠軍改為彰化縣，根據水利署及成功大學水工所地層下陷防治服務團2002年的統計，彰化縣於1991年開始，年平均下陷達9~16公分，至1992年的累積最大下陷量達2.12公尺。10年前的冠亞軍——屏東及雲林，近三年的年下陷量分別降為1.7~4.3與2.3~5.3公分。

13 各地層下陷總量統計表

14 各地層下陷速率統計表

15 如何預防地層下陷 1.明文法定限制地下水的抽取量，取締封閉違規使用水井。 2.人工地下水補注，避免土壤緊密，避免地下水位下降。
3.開發替代水源，循環使用地下水，減少水資源浪費，多利用水庫蓄水池。 4.改變土地使用形態，減少地下水使用，發展使用海水養殖技術，減少抽取地下水。 5興建河堤，海堤，防潮堤等排水工程。完成地層下陷警報系統，提醒附近居民具

16 地層下陷的補救方法 1.通盤規劃地層下陷區土地利用 (a)整體規畫地層下陷地區土地利用方式 (b)推動地層下陷區土地整復利用與保育
以經濟部水資源局與農委會共同擬定之地層下陷防治執行方案(經濟部、農委會，民國85年)為例，其防治工作內容包括： 1.通盤規劃地層下陷區土地利用 (a)整體規畫地層下陷地區土地利用方式 (b)推動地層下陷區土地整復利用與保育 2.加強地層下陷區產業輔導工作 在漁業方面: (a)調整產業結構 (b)設置養殖漁業生產區 (c)提高養殖漁業用水效率 在工業方面: (a)提高工廠用水效率 (b)規畫工業專用供水系統

17 地層下陷的補救方法 3.加強地下水管制及水資源規劃 (a)進行水井清查 (b)加速建立台灣地區地下水觀測站網
(c)修訂相關法令，以落實公權力執行之法源 (d)加強取締與懲罰違規與違法行為 (e)開徵地下水水權費 (f)加強規畫開發地面水資源 (g)推動地下水補注及地表水與地下水聯合運用 4.教育宣導 加強政令宣導及推動愛護水資源教育

18 地層下陷的補救方法 這樣龐大的地層下陷防治工作內容，即可知地層下陷問題要徹底解決，並非一蹴可及，而是需要長期的努力才會有效果。但是有些下陷地區之土地，若是短期內需加以開發，則可以利用工程方法來復整土地，以暫時恢復土地之功能，表-3為一些可能復整方法之比較，主要仍是以墊高下陷土地之高程為主，其中又以填土或抽砂填土的方式較為可行，但是透過這填土方式復整之土地，應注意填土部份密實性，以防止填土部份亦發生地層下陷。

19 加強地層之密實程度 1.置換工法：將可能造成地層下陷之軟弱地層挖除，然後置換密實度較高之土壤，以降低土層之可壓縮性。
2.增加密度工法：將軟弱地層利用預先加壓或強制粘土層排水之方式，以加速土層完成主要壓密階段，便可降低後續階段之壓縮潛能，而達到緩和地層下陷之目地，包括預載工法，排水砂樁工法、壓實砂樁工法等。 3.動壓密工法：利用動態垂擊軟弱地層之方式，強制疏鬆砂層密實及黏土層快速排水，而達到地盤改良之目的，此工法因為振動大、噪音多，通常以人口較少之寬闊地區為宜，如海埔新生地之改良，所以台塑位於雲林麥寮地區之六輕廠即以此工法作為主要的改良法。 4.固結工法：利用鑽探灌注工法，將藥液或水泥注入地層中，以提高軟弱或疏鬆土層之強度，藉以降低軟弱土層之可壓縮性。

20 地層下陷-圖片

21 地層下陷-圖片 地層下陷宣導短片

22 參考資料 http://www.pts.org.tw/~web02/nature/s_10.htm