高一第一冊河流地形補充資料~「久旱無雨何所懼,但見源頭活水來」--蘭陽平原的湧泉

         居住在宜蘭的人都知道,宜蘭幾乎沒鬧過水荒,氣候俗諺有所謂的「竹風蘭雨」,指的就是宜蘭是個時常下雨的地區,根據氣象局2008年的雨量統計統計,2008整年裡宜蘭測站下了184天的雨,蘇澳測站更下了198天的雨,多雨是宜蘭的氣候特色,雨水下到地面,一部份匯集到河流,流入大海,一部份蒸發回到大氣,其餘除地表的生物利用外,便滲入地底下,成為豐富的地下
水。

         這些地下水因宜蘭平原地下的特殊地質結構,在許多地方上湧至地面,成為天然的湧泉,因此,既使多日無雨,台灣其他縣市已開始憂慮水源不足,宜蘭地區憑藉豐富的地下水,仍足夠供給宜蘭居民日常生活所需,大量的水源是宜蘭優質生活環境重要的原因之一。
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湧泉現象
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圖1 員山圳頭附近居家旁的窪地,天然的湧泉成一清澈的水池

         住在靠近蘭陽平原山區的居民應該有一個共同的印象,不管是小時候或是現在仍常可看到婦女蹲在水岸邊或站在溪裡清洗衣服,其實洗衣的場所與其說一條溪還不如說是一條小水溝或是小水池,因為它的寬度經常不到兩公尺,長度可能也只有數公尺,大致可容納數個婦女同時洗衣,居家婦女們在此一邊洗衣,一邊閒話家常,成為一個交換生活經驗的社交場所。
         這種洗衣的特定場所-小水池常出現在山邊低窪處、田埂旁的水溝或住家附近的小溪河(圖1),較有計畫的社區常在水道的兩側用幾塊大石塊堆積起來當洗
衣板,也有用水泥將水道圍成一小水池,池底鋪設鵝卵石,方便婦女洗衣、洗菜或小孩子玩水,水池上方有時也會搭蓋個屋頂,可遮陽擋雨(圖2)。
 
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圖2 長方形的湧泉水池提供婦女洗衣、洗菜的場所(礁溪鄉龍潭村)
 
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         這種外觀封閉看似無水源頭的水池,其下端出水口處卻可見活水源源不斷的流出(圖3),這些清澈無比的水到底是從何而來呢?當地居民都知道活水是從溝底(池底)溢出的湧泉,湧泉無須汲取即可自行上湧至地表,水溫大都維持約20℃左右,因此夏天的泉水非常清
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涼,冬天則有些許溫暖感,這也是婦女們喜歡站在水裏洗衣的原因之一,清澈的水池裡常有許多小魚、小蝦,跟著媽媽去洗衣,可以一面玩水、一面捉魚蝦,這應該是許多宜蘭人小時候的美好回憶。
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圖3 湧泉水池看似無水源頭,但在出水口處卻呈現大量的水不斷的流出,可見地底下湧出的泉量相當可觀
         蘭陽平原上規模較大、也較出名的湧泉位在三星鄉大隱村和冬山鄉柯林村交界的柯林湧泉,民國93年由農委會補助在此設置一座湧泉公園(圖4),提供社會大眾親水、觀光、教育、休閒、遊憩的生活場所,公園內設施大都採自然工法,保留大量的田園景觀,堪稱宜蘭平原湧泉景色的代表,除了柯林湧泉公園外,冬山地區的松樹門和龍目井也有著名的的湧泉游泳池,水溫終年維持22℃左右,與蘇澳冷泉的泉溫相當,另外,蘭陽溪以北的礁溪鄉龍潭游泳池、員山鄉阿蘭城戲水池、圳頭的螃蟹冒泡水池等也都是湧泉的現象,水溫也大都在18-22℃左右。
 
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圖4 宜蘭平原上唯一一座以湧泉規劃完成的公園-柯林湧泉公園
 
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湧泉的成因

         宜蘭平原為一開口朝東的三角形沖積平原,地勢西高東低,三角形最高的頂點約位於大同鄉的崙埤附近,主要河流蘭陽溪發源於西邊的中央山脈和雪山山脈,蘭陽溪上游因坡度較陡,水流速度較快,河水有較大的能量可搬運顆粒較大的砂礫,牛鬥以上,蘭陽溪的溪谷寬度大都在三、四百公尺以內,每當雨季來臨,河水水位
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可暴漲數公尺高,兩側山壁岩塊很容易被沖刷到河床,蘭陽溪兩側的支流,也會帶來大量的砂礫,在南山、四季一帶,蘭陽溪溪谷上就可見數個兩側支流造成的沖積扇(圖5),沖積扇或蘭陽溪谷上的砂石顆粒直徑可達數十公分,大部分的砂礫顆粒都很粗。
 
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圖5 蘭陽溪上游兩側崩塌的岩壁
 
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圖6 三星、大洲和公館三口井之地層柱狀圖,左下角為三口井之井位,柱狀圖中藍色表示砂礫、綠色為中砂、黃色為細砂、淡紅色為泥。公館井位在蘭陽溪出海口附近,地層主要以細砂和泥為主,滲透性較差
         當蘭陽溪在牛鬥附近由山區進入平原時,地形坡度變緩,河面漸漸加寬,河水流速也跟著降低,河水中所攜帶的砂礫開始堆積,粗的砂礫因重量較大,最早堆積在河床,因此在山與平原的交界處,堆積的大岩塊最多,往溪流的下游,堆積的砂礫就越來越細,最後變成沙、泥(圖6),整個宜蘭平原主要就是由蘭陽溪沖積而形成的平原,但平原西邊的雪山山脈和南邊的中央山脈,仍有許多規模較小的河流發育,這些河流大都跟蘭陽溪一樣,在谷口處堆積成或大或小的沖積扇,總計平原上約有17個沖積扇,這些沖積扇的共同特色是在扇頂的岩石顆粒較大,越往扇的邊緣顆粒越來越小,最後變成細砂或泥。

         扇頂附近既然堆積了顆粒較大的砂礫,其地層的滲透率就比較大,地表水容易滲入,因此常可見山區的溪流進入平原後往往就消失不見了,溪水潛入地底下,變成地下水流動,在礁溪、頭城一帶的福德溪、猴洞溪、得子口溪等溪常可見這種現象,山上潺潺的溪水一進入平原馬上就不見了,進入地下以後的溪水,並非靜止不動,由於沖積扇從扇頂至扇端仍有坡度,滲入地表的溪水會在地底下沿地形坡度往扇端流動,當水流遇到細沙或泥等滲透率較低的區域時,容易受阻而上升流到地表上來,此自然流出地表的地下水稱為湧泉。

         因此湧泉形成的條件主要有三個,源源不斷的地下水、有坡度的地形以及地層的岩性往下游要漸變成不透水性的泥質沈積物。宜蘭平原的地下結構符合湧泉的形成條件,因此有湧泉的現象發生,然而,是否平原上每個地方都有機會出現湧泉呢?宜蘭平原上湧泉的分佈如何呢?
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湧泉的分佈
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圖7 蘭陽平原主要的湧泉帶約分佈在標高7-15公尺區域(紫色南北帶狀的區域,海岸線上沙崙的高度雖超過20公尺,但沒有湧泉)
         從湧泉的成因我們不難預測它可能出現的位置,湧泉不太會出現在海邊或蘭陽溪下游,因為海邊都是以粉砂、泥為主的堆積物,這種地層的透水性很差,地下水不易流動,水文地質上被分類為阻水層;湧泉也不太會出現在溪流的上游或山區與平原的交會處,因為這些地方的地層的滲透率很大,溪水容易滲入而不易滲出。湧泉應該出現在砂礫漸變成沙泥的附近,當地下水在滲透性大的砂礫中流動時,遇到阻水層,因上下游不同高度的靜水壓差,使地下水湧出地面,形成湧泉。

根據宜蘭平原一些鑽井的資料顯示,標高大約7-15公尺的位置最符合此種地質條件,圖7中宜蘭平原上南北向帶狀的區域為就是標高7-15公尺區域,目前大家熟悉的湧泉公園、湧泉游泳池、戲水池或是婦女使用的湧泉洗衣水池,大都座落在這個範圍內。
         湧泉主要係由山區的溪水入滲地下再回流至地表,在地層中經歷一番天然的過濾,故泉水清澈乾淨,不停流動的溪水,水裡氣體含量很高,因此,湧泉流出地表時常可見氣泡自水中冒出(圖8),員山圳頭附近有一處戲水池,氣泡不時從池底冒出,當地就稱之為「螃蟹冒泡」。

         由於泉水在地下的流動速度高,泉水與砂礫中的組成元素沒足夠的時間可以交換,砂礫中的鐵離子不易釋放到泉水裡,因此,大家可發現,如抽取深層不易流動的地下水,則容易在出水口產生褐色的鐵銹顏色,但有湧泉的地方,水池周遭的建物都很潔淨,少有褐色漬染。
         另外,由於地底下會有來自地球深處持續的熱量流出,在長久的地質年代之後,熱量流動可能接近平衡,因此湧泉的溫度不容易改變,一般都保持在20℃左右,形成冬暖夏涼的泉水。湧泉除作為洗衣、戲水外,亦可作為飲用水或農田灌溉,日據時代即有開發湧泉為水利之用。

         宜蘭地區終年有雨,年雨量常在2500 釐米以上,山區降雨更多,老天獨厚蘭陽,賜給我們這麼多乾淨、寶貴自然湧出的泉水,孕育綠色的蘭陽,也造就「水」的蘭陽。
 
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圖8 湧泉中常可見從池底冒出的氣泡
 
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2 則留言:

  1. 看完了這篇關於湧泉的介紹,我總算是了解嘞湧泉的分布位置,我還真想要去一趟宜蘭平原,去親眼看看泉水從出水口中不斷湧出的畫面。

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  2. 地理現象真的跟日常生活緊緊相扣。在一個地區的長久習慣裡,可能隱藏了我們沒有注意到的這塊土地的模樣。

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