近年環境變化下流域尺度儲水與乾旱響應機制探討

近年來氣候變遷提高水文不確定性，加上人類活動與用水需求增加，造成內陸流域水儲存量的下降，使得水資源短缺問題日漸嚴重。為了更進一步瞭解流域地下水儲存與氣候模式以及人為活動關係，可藉由水文現象的偵測與變化來進行探討，因此本研究計畫將量化評估流域的儲水機制以及受到的環境影響，並透過乾旱偵測評估來瞭解流域儲水機制對於未來氣候情境變化的響應。本研究計畫分為三年期，本研究計畫第一年度蒐集長年氣象水文資料，以低流消退方法評估流域流量消退、消退特徵的時空分布以及與相關地文因子之關係，並且有別於過去單點尺度且高成本的現地試驗，以水文歷線方法來推估流域尺度水文地質參數，進而瞭解流域的儲存特性與區域差異性。另外，透過乾旱偵測表徵氣候水文因子與乾旱特徵間的關聯性，協助解釋流域水文過程對於氣候模式的響應。第二年度以水平衡方法，評估流域含水層儲水能力及可用性，藉由水平衡概念評估含水層儲水能力門檻，並以儲水-排水理論為基礎，分析長期地下水儲存量變化趨勢，且藉由量化與維持生態系統有關的間接儲水量和結合地下水位的季節性差異來共同評估流域的地下水可用性。此年度也將透過模型的擬合及驗證，建立符合臺灣流域水文特徵的時間序列模型，以供預測未來的乾旱特徵。第三年度則透過敏感度分析地下水儲存量變化與流量變化間之關係，進而解釋流域儲排水關係的區域差異性以及受環境變化的影響情形，並將環境變化之影響視為參數納入水平衡概念中，透過消退分析方法進行量化，並結合衛星影像分析的土地覆蓋資訊及氣候變化資料，探討影響流域儲排水關係的主要因素以及評估環境變化對於流域儲水機制的影響，並結合已建立的乾旱時間序列模型來進行預測，在分析氣候變遷/變率、乾旱以及流域儲水間關聯性後，即可探討在未來情境下的乾旱特徵以及對應的流域地下水變化。本計畫預期研究成果將有助於瞭解流域地下水儲存量在環境變化影響下所扮演的角色、提供有效且適合的水文預測工具以及未來水資源管理決策評估所參考。