星期二, 8月 17, 2010

溫泉水源解析/斷層破碎帶 造就礁溪平地溫泉

【聯合報╱記者羅建旺】


自從雪隧通車後,各地遊客大量湧入礁溪溫泉區,雖然為當地帶來新商機,但有業者發現,當地的溫泉有水量變小、水溫變冷等現象,本來礁溪的溫泉水是隨處有,挖都不用挖,水量多到可以灌溉蔬果,難道溫泉也可能會用完?
特殊破碎地層 處處湧泉

多數人可能不知道,礁溪溫泉是台灣唯一的平地溫泉。蘭陽技術學院健康休閒管理系主任林致遠解釋,溫泉的形成有三大要素,一是豐沛水源,二是足夠的熱源,三是地層構造。



宜蘭會形成平地溫泉,主要關鍵就在於特殊的破碎地層。
溫泉的水源,主要來自地下水的補充,地表水的入滲,形成一定的水量之後,這些水經過熱源的傳導加熱,就變成有溫泉,溫泉是在地底,遇上特殊結構的地層,可以讓水補充進去;但是溫泉還要能夠出得來,才會成為可供人使用的溫泉區。
礁溪地溫梯度 原本就高

為什麼水會變熱?林致遠說,那是因為「地溫梯度」的關係。地球內部高溫熾熱,愈接近地心,溫度就愈高,加溫情況就像樓梯一樣,以台灣的地溫梯度來說,往地下每鑽深100公尺,溫度就會上升攝氏3度。
他表示,礁溪溫泉區的地溫梯度本來就比較高,地下淺層的溫度高,地下水源容易形成溫泉,地底下又是以四稜砂岩為主,這種岩石的硬度高,會像玻璃般裂開,但不會碎到像爛泥一樣,裂開而不粉碎,就好像開了好多破洞與通道,但不會阻塞,因此得以讓地底下的溫泉可以到處冒。
舉例來說,如果往地下挖1500公尺抽水,以100公尺上升3度的地溫梯度計算,會加溫45度,再加上地下水本身的水溫約攝氏20度,那麼此地抽起的水溫約有65度,扣除耗損降溫,應該還有50度。
「這就是為什麼有人說,只要鑽得夠深,到處都可以挖到溫泉的原因。」不過林致遠也提醒,雖然理論上是如此,卻少有人會這麼做,主要是不符經濟效益,而且有環保顧慮。
林致遠說,要鑽這麼深的井,費用至少要二、三千萬元,抽水過程中因減壓與降溫,水中的溶解度會下降,產生沉澱物,堵塞水管,往往會折損水管的壽命,快則兩、三年,慢則三、五年就堵塞了,這樣划算嗎?況且,一旦大量抽水,缺乏水源補注,更會造成地層下陷的災難。
雨水溪水滲入 擠出溫泉

同時,礁溪溫泉的補充水源來自雨水、來自山上流下、滲入地下的溪水,因注入新水源時產生推擠的壓力,加上水源補充會產生虹吸管現象,把溫泉從地底往地表擠送,從平地湧出。
不過,林致遠提醒,宜蘭礁溪所處的破碎地層雖然造成了平地溫泉,卻也因為位於斷層帶,往往是環境敏感區,容易成為土石災害的潛在危險區,開發時得更特別謹慎才行。
監測地下水位掌握水平衡
對於礁溪溫泉水源供應的了解,地方政府主要是透過地下水位監測,方法則是人工量測及感測器記錄並行。 蘭陽科大教授林致遠表示,使用人工量測,要先鑽一口井,直接以浮標尺來量測水位的變化,這種方式比較傳統,需要人力密集監控,多用在短期觀察。
感測器則是將儀器裝在水井處,用感應方式記錄水位,可取得參考數值較多,用在長期監測的水井。
一般來說,地下水因使用與補充處在平衡狀態,變化不會太大,一旦出現劇變,那一定是過度抽用,就好像「柔性地基」被挖空一樣,不但容易引發地層下陷,甚至可能造成山崩、地滑,十分危險。
溫泉與地下水關係密切,一旦過度使用,地下水位急速下降,沒溫泉事小,可怕的是可能預示災難會發生,小面積可能造成地滑、路陷,大面積甚至可能出現走山情形。

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