【學術新鮮貨分享|山裡的水,究竟在地下停留多久?】

彰師地理博士生陳瑞平、臺大地理系與臺師大地理系研究團隊合作之研究〈Uncertainty of Temporal and Spatial δ²H Interpolation on Young Water Fraction Estimates Using the StorAge Selection Function in Subtropical Mountain Catchments〉,近期發表於國際期刊《Water》。

本研究關注的問題是:「降下的雨水,究竟會在山區停留多久,才流進河川?」這牽涉到地下水補注、河川枯水期供水、水質變化,甚至坡地災害與生態系穩定等重要議題。

研究團隊以濁水溪上游山區為研究區,透過氫穩定同位素(δ²H)追蹤水的來源與移動過程,分析不同流域中「年輕水比例(Young Water Fraction, Fyw)」的差異,也就是:有多少河川水,其實是近幾個月內的新降雨所形成。

研究發現,臺灣高山流域的水文系統受到地形控制。東部高海拔、坡度較陡的流域,水在地下停留時間較長,年輕水比例通常低於 15%~20%;相較之下,西部較低海拔流域則有較高比例的「年輕水」,代表降雨能更快速地轉換成河川流量,年輕水比例常超過 35%。這代表不同地形、地質與坡度條件,會深刻影響山區水循環的速度與儲存能力。

此外,研究也顯示,即使降雨資料存在空間與時間上的不確定性,整體水齡推估仍呈現相對穩定結果,顯示真正主導山區水循環特性的,仍是流域本身的地形與水文條件,而不只是單純的降雨變化。

本研究告訴我們,臺灣山區雖然降雨很多、河川看起來流得很急,但實際上部分流域具有很強的地下儲水能力,像「天然水庫」一樣,會慢慢釋放地下水,形成穩定的河川基流量。

論文出處:Chen, J.-P., Chen, Y.-C., Lee, J.-Y., Chiang, L.-C., Chang, F.-J., Huang, J.-C., 2026. Uncertainty of Temporal and Spatial δ2H Interpolation on Young Water Fraction Estimates Using the StorAge Selection Function in Subtropical Mountain Catchments, Water, p. 958.
論文全文:https://www.mdpi.com/2073-4441/18/8/958