一、教案編寫人:師大大傳所毛俞婷
二、教學時數:40分鐘
三、結合領域:社會領域
四、配合教科書內容:
南一版國小社會五上,第三主題「富饒的台灣」,第二單元「土地利用」。
翰林版國小社會五上,第三主題「台灣的資源」,第一單元「土地利用與生態保育」。
康軒版國小社會五上,第六主題「愛護台灣」,第二單元「環境問題與保育」。
五、對應能力指標:
1-3-1了解不同生活環境差異之處,並能尊重及欣賞其間的不同特色。
1-3-10 列舉地方或區域環境變遷所引發的環境破壞,並提出可能的解決方法。
六、主題:超抽地下水 地層下陷救不回(可連結)
七、新聞來源及本文:日期:2010/05/24 刊登媒體:聯合報 記者:鄭朝陽
中南部地層下陷惡化,再度引發外界對高鐵安全的疑慮,成千上萬口地下水井是導致地層下陷的禍首,但令人好奇的是:為何地下水流失、土地一下陷,再也回復不了?
「超抽地下水造成土地下陷,是永不復返的變化。」淡江大學水資源管理與政策研究中心主任虞國興斬釘截鐵地說,即使停止抽用地下水,讓地下水位逐漸趨於穩定,地層沈陷也不會立刻中止。
他解釋,地下水不是儲存在地底下某一個大水池裡,而是存在於土壤和土石顆粒之間的孔隙,地表也靠地層中的水與土壤、岩石顆粒共同承擔荷重,地下水一旦被抽走,水位下降,土壤間的孔隙也會變得緊密,若超過一定時間沒有回補到原來的水位,原來水所承載的重量會轉移給岩石顆粒承擔,地表的沉重壓力就會往下壓,壓到含水層的土壤變得很緊實。
虞國興表示,這時土壤結構孔隙大都消失了,就算想補注水,也沒有空間可以容納,當然無法靠水的力量把沈重的土地再撐起來,不像海綿擠出水後能再吸水,致使地層下陷後再也回不到原狀。
中央研究院地球科學研究所研究員汪中和說,這些因「失血」而嚴重「內傷」的土地,從此只有向下沈淪,再無向上提升的機會。假設某地區因超抽地下水導致地層沉陷10公分,當發覺異狀時,立刻採取停抽和補注地下水等措施,情況不會立刻改善,之後這段沉陷稱為「殘餘沈陷」,期間有多長,端看地下水保育和當地地質條件而定。
追根究柢,過度抽用地下水,是造成地層下陷、萬劫不復的禍首。台灣每年藉雨水補注地下水的水量約40億噸,民國70年以前,地下水抽取量大致不超過這個補注量。隨著沿海養殖漁業的發展、工業區大量開發,養殖和工業用水急遽跳升,地下水也因此造成「大失血」。民國82年曾創下地下水被抽掉71億噸的「歷史天量」,相當於12個滿水位的翡翠水庫容量。過去10年,政府雖然積極管制超抽地下水,但每年超抽地下水仍達57億噸,透支17億噸,相當3座翡翠水庫水量。
人們愛抽地下水是有道理的。虞國興說,地下水儲存在數十至數百公尺的地表下,溶氧量極低,幾乎處在無菌狀態,水質遠比地表水潔淨。因此歐洲如德國等許多國家,飲用水以地下水為主、地面水(河川、湖泊)為輔,和台灣正好相反,卻少聽聞像台灣西南部這麼嚴重的地層下陷災害。
虞國興指出,歐洲抽用地下水遵循「有借有還,再借不難」的道理,抽用時先計算安全出水量和必須補注的時間,例如某城市全年只能抽一億噸地下水,且必須在一年內回補完畢,就必須在限期內回補,否則缺水的地層將因為缺乏地下水的支撐而產生下陷。
以德國漢堡這個靠地下水生活的城市為例,政府做好地下水抽用的總量管制計畫,連營建工地地下開挖產生的地下水都要回收,這些水透過公共管線集中送到上游的地下水補注區,注入地下水脈,讓地下水不斷循環再利用。
虞國興說,水往低處流,補注地下水要找入滲條件佳的地質和區位,像砂質土壤入滲效果好,在地下水脈上游補注比下游抽用區效果要好,不過,地下水流速緩慢,一滴雨水下在上游的補注區,或許得經過數年或數十年來會抵達下游地區,這也是地下水不能揮霍之因。
八、教學目標:
1、了解台灣地區地層下陷的原因和造成的影響。
2、學習如何在經濟開發和環境維持之間尋找平衡。
九、教學重點建議:
【課前準備】
學生—請查閱地層下陷相關資料。
【課程實施】
1、教師播放屏東縣林邊鄉和佳冬鄉因地層下陷而造成淹水情況的新聞片段請學生觀賞。
2、影片觀賞完畢,教師詢問學生何以這兩個鄉鎮常常受到淹水的困擾。(因超抽地下水造成地層下陷,因而在颱風季節容易淹水或受到海水倒灌的侵擾)
3、發下「超抽地下水 地層下陷救不回」的新聞或利用投影機投影,請學生詳讀。
4、詢問學生新聞中出現的相關問題。
①地層下陷的禍首是誰?(人類超抽地下水)
②超抽地下水後停止抽取可以讓地層馬上停止下陷嗎?(不會)
③地下水儲存在哪裡?(存在於土壤和土石顆粒之間的孔隙)
④為什麼超抽地下水之後會造成地層下陷?(地表靠著地層中的水與土壤、岩石顆粒共同承擔荷重,地下水一旦被抽走,水位下降,土壤間的孔隙也會變得緊密,若超過一定時間沒有回補到原來的水位,原來水所承載的重量會轉移給岩石顆粒承擔,地表的沉重壓力就會往下壓,形成所謂的地層下陷)
⑤台灣每年藉雨水補注地下水的水量大約有多少?(40億噸)
⑥哪一年的地下水抽取量稱為「歷史天量」,有多少?(民國82年、71億噸)(教師可補出說明,當地下水的補充量大於抽取量就稱為超抽地下水)
⑦過去十年台地區的地下水補充量有大於抽取量嗎?(沒有,每年約透支約17億噸,表示台灣地區超抽的情況真的很嚴重,而且仍在持續進行中)
⑧為什麼人們愛抽地下水?(地下水溶氧量極低,幾乎處在無菌狀態,水質遠比地表水潔淨)
⑨歐洲地區也抽用地下水,但它們並沒有產生像中南部地區這麼嚴重的地層下陷情況,究竟他們抽用地下水的使用策略為何?(抽用時先計算安全出水量和必須補注的時間)
5、教師讓學生觀賞台灣地區地層下陷分布示意圖(資料來源:內政部營建署),請學生根據地圖判斷這些地層下陷的地方多集中於台灣的哪些縣市。(屏東、高雄、嘉義、雲林、彰化縣市的沿海地區)
6、請學生猜猜看造成中南部地區的地層下陷的原因與超抽地下水有沒有關係,如果有關,為什麼這些地區的民眾要超抽地下水(提供魚塭的供水)。
7、請學生觀賞地層下陷的相關動畫
8、請有到過這些地方的學生發表看到地層下陷景象的心得,如果班上沒有這樣經驗的學生,就請觀賞網路上的示意圖,請學生發表對這樣景象的心得。
9、請學生發表,面對嚴重地層下陷的問題,該如何解決呢?
10、課程結束前,教師強調解決地層下陷的問題應該先從不超抽開始,而不是發生地層下陷後再想出配套措施,在發展經濟利益時也要納入環境保護的考量。