一般地層下陷的原因            地層下陷是世界性的問題,歸納其因,可分為自然因素及人為因素兩種:自然因素包括地殼板塊運動、地層自然壓密、地震、火山爆發、岩層溶蝕陷落、隕石墜落之外力、冰河內部解凍、海平面上升或地下有機物質氧化。
人為因素包括地下資源過度開發(如:大量抽取地下水、油氣及地熱流體或地下煤礦)、工程排水、地下空間挖築、地表載重增加(如:結構物重力壓密)等因素。

 
  
台灣地區地層下陷的原因  大約有90%的地層下陷是人類開發地下資源不當所引起,尤其是地下水的超抽,因超抽地下水而發生地層下陷之現象是長期且連續性的。  肇致台灣地區地層下陷的主因就是過度抽取地下水,由土地利用方式來區別又可分為三種類型:
  

 
第一類是都會區的地層下陷,主要是因為工業用水和民生用水所需而大量抽取地下水,台北市的地層下陷就是屬於這種情形。在民國55年時,台北就已經有地層下陷的情形。
第二類沿海地區的地層下陷,此類也是因為產業發展所致。民國70年前後,台灣的養殖漁業開始發展,這是一種耗水量很大的產業,而一些養殖地區又正好位於供水管路的末端,灌溉及供水都比較難以全面供應,加上成本因素的考量,所以只好抽地下水,因此造成地層下陷現象,這種型態的地層下陷地區從西部沿海的彰化一直延伸到屏東,塭豐村就是屬於此種類型。
第三類內陸地區的地層下陷,大約是四年前在台灣內陸地區發現到幾個地點,也有較嚴重的地層下陷。內陸地區當然不是因為養殖用水所需導致,它可能是稻作和自來水公司方面的需求造成,因為這些地區的抽水井都比較深。


抽取地下水與地層下陷的關聯  地下水在所存在的地層中,填滿該地層中的孔隙,所以在含水層中的水與土壤皆承受著含水層以上土壤及建築物重量的壓力。此時地下水所承受的壓力即為地下水位高。地下水位越高,表示水壓越大;如果地下水位保持不變,則水壓與土壤維持平衡狀態。一旦地下水位降低,相對的水壓減少,在含水層上部重量不變的情況下,土壤所承受的壓力相對增大,這也造成了土壤的壓密作用,地層中固體顆粒逐漸受壓縮而發生變形。土壤壓密後,含水層的厚度變小,地面即隨之下陷。   此外,地下水位即使下降後不久再度回升,對於某些排水良好的土壤,仍無法避免發生地層下陷。因此在台灣西南部漁塭養殖漁業發達的地區,寒流來臨時大量抽取地下水以維持水溫,雖然寒流通過後即停止抽水,水位漸漸回升,但卻也造成了地層沉陷。  總而言之,一旦地層被永久壓密了,即使水滲入也無法再將其撐開,所以地層下陷只能事前防範,難以事後補救。


 

地下水未超抽
水量充足
可協助岩石顆粒,支撐上方地層地下水超抽
水量減少
支撐力不足,造成地層下陷

地層下陷係指大量泥土向下垂直移動,引起地面和地層的下沈現象。造成地層下陷的因素非常多,其中有自然因素所引起的,例如:地殼變動、火山爆發和地震等;而人為因素所引發的地層下陷主要是大量抽取地層中的流體所造成的,包括地下水、石油、天然氣、地熱等。另外如地面荷重大量增加或採礦等,亦會造成地層下陷。此種因人類活動所造成的地層下陷,一般速度較快且下陷量亦較大。

 

  世界各地均有地層下陷的現象發生,絕大多數皆是因為過度開發地下資源而產生的。在許多大都市,如墨西哥、上海、威尼斯、東京、大阪、曼谷、休斯頓等地,因人口密集、建築物增多,過度依賴地下水資源之供應,導致發生地層下陷的現象相當普遍,其中墨西哥市的總下陷量已高達9公尺之多。地層下陷在都市地區同時造成極嚴重的問題,因地表的下陷或變形,使得一些工程建設的功能受損,危及建築物的安全,增加了洪患的潛在危機及防洪工程經費,甚至於使整個受影響的區域荒廢,以致無法加以利用。而對於沿海地區的危害更嚴重,極易造成國土之流失,增加海水倒灌、暴潮為患的危機外,更會造成土壤鹽化、海水入侵地下水層並污染地下水源等問題。
 
 
 
人類的各項活動,包括開發石油、天然氣、地熱,有機土壞的排水或高樓大廈的興建也可能引發地層下陷;而地下施工或採礦如可能造成突發性的地面塌陷,數小時內即可下陷數十公分,甚至數公尺之多。

台灣因為天然條件的影響,沒有大量的石油、天然氣、地熱,開發的面積不大,所以開發各項礦產資源,並不足以構成台灣西部沿海地區地層不斷下陷的主因。

在台灣地層下陷最主要的原因為人們過度抽取地下水。

由於地層的重量,是依靠土壤和土壤間的力量,和縫隙中的地下水壓共同支撐的。抽取地下水會降低地下水壓,同時部份原本由水壓承載的地層重量,轉由土壤顆粒來支撐,使得土壤顆粒間必須承受的力量增加,因此,土壤體積會被壓縮,使孔隙率逐漸減少,此過程稱為「壓密現象」。

這就好比拿一疊吸滿水的衛生紙,當你用力將衛生紙內的水壓出,可以發現衛生紙的厚度變薄。衛生紙並不會恢復原本的厚度一般。地層也是一樣,當地下水水位降地,支撐的地層自然也就下落,這就是地層下陷了。地層一但下陷,就很難再恢復原來的模樣。危機就在此時產生,因為地層下陷了,可是海平面並不會跟著下降,相反的,由於地球溫室效應,海平面反而有年年上升的趨勢。一旦一個地方的地勢低於海平面,這個地區當然也就淹沒在大海之中了。

地層下陷對環境的影響
 
 臺灣發生地層下陷之區域大多分布於西南沿海地區,除主要肇因於不當之土地利用外,尤以水資源的使用無法有效管制所致。地下水因為開發容易,取用方便,且供水品質穩定,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,危害居民及農、漁業環境。

  每當看到地層下陷區,加高地基的新宅,沉沒的廢棄老屋,浸在水中的先人墓地及家園淹水的淒涼景象,我們不禁衷心的希望,藉由全民的共同認知與努力,一起挽救台灣日漸消失的地平線。
 

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