Climate-induced hydrological impacts on the groundwater system of the Pingtung Plain,Taiwan |
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Authors: | Kuo-Chin Hsu Chung-Ho Wang Kuan-Chih Chen Chien-Tai Chen Kai-Wei Ma |
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Institution: | (1) Department of Resources Engineering, National Cheng-Kung University, No. 1 University Road, 701 Tainan, Taiwan, Republic of China;(2) Sustainable Environment Research Center, National Cheng-Kung University, No. 1 University Road, 701 Tainan, Taiwan, Republic of China;(3) Institute of Earth Sciences, Academia Sinica, No. 128, Sec. 2, Academia Road, 115 Taipei, Taiwan, Republic of China |
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Abstract: | The Pingtung Plain is one of the most important groundwater-resource areas in southwestern Taiwan. The overexploitation of
groundwater in the last two decades has led to serious deterioration in the quantity and quality of groundwater resources
in this area. Furthermore, the manifestation of climate change tends to induce the instability of surface-water resources
and strengthen the importance of the groundwater resources. Southwestern Taiwan in particular shows decreasing tendencies
in both the annual amount of precipitation and annual precipitation days. To effectively manage the groundwater resources
of the Pingtung Plain, a numerical modeling approach is adopted to investigate the response of the groundwater system to climate
variability. A hydrogeological model is constructed based on the information from geology, hydrogeology, and geochemistry.
Applying the linear regression model of precipitation to the next two decades, the modeling result shows that the lowering
water level in the proximal fan raises an alarm regarding the decrease of available groundwater in the stress of climate change,
and the enlargement of the low-groundwater-level area on the coast signals the deterioration of water quantity and quality
in the future. Suitable strategies for water-resource management in response to hydrological impacts of future climatic change
are imperative.
Resumen La llanura Pingtung constituye uno de los recursos de aguas subterráneas más importantes en el Suroeste de Taiwan. La sobreexplotación
de las aguas subterráneas en las dos últimas décadas ha dado lugar a un serio deterioro de la calidad y la cantidad de los
recursos subterráneos en esta área. En particular el Suroeste de Taiwan muestra una tendencia decreciente en las cantidades
de precipitación y en los días anuales de lluvia. Para gestionar de forma efectiva los recursos subterráneos en la Llanura
Pingtung, se ha utilizado un modelo numérico aproximado para investigar la respuesta de las aguas subterráneas a la variabilidad
climática. Un modelo hidrogeológico se construye a partir de la información geológica, hidrogeológica y geoquímica. Aplicando
el modelo de regresión linear de la precipitación para las próximas dos décadas, el modelo resultante muestra que el descenso
de los niveles de agua en el abanico proximal es alarmante, observándose el descenso del agua subterránea disponible en la
presión del cambio climático, y el crecimiento del área de descensos de niveles de agua subterránea en la costa apunta a un
deterioro de la cantidad y calidad del agua subterránea en el futuro. Se imponen pues, estrategias apropiadas para la gestión
de los recursos hídricos en respuesta a los impactos hidrológicos del futuro cambio climático.
Résumé La plaine de Pingtung est l’une des plus importantes zones de ressource en eau souterraine du Sud-Ouest de Taiwan. La surexploitation
de l’eau souterraine durant les deux dernières décennies a conduit à une sérieuse détérioration de la quantité et de la qualité
des ressources en eau souterraine dans cette zone. De plus, la manifestation des changements climatiques tend à induire une
instabilité des ressources en eau souterraine et renforce l’importance des ressources en eau souterraine. Le Sud-Ouest de
Taiwan montre, en particulier, des précipitations annuelles et des nombres annuels de jour de pluie à la baisse. Pour gérer
efficacement les ressources en eau souterraine de la Plaine de Pingtung, une approche par modélisation numérique est adoptée
pour étudier la réponse du système hydrogéologique aux variabilités climatiques. La construction du modèle hydrogéologique
est basée sur les informations géologiques, hydrogéologiques et géochimiques. En appliquant le modèle de régression linéaire
aux précipitations pour les deux prochaines décades, le résultat de la modélisation montre que la baisse du niveau d’eau atteint
un état alarmant au regard de la décroissance des eaux souterraines disponibles et la contrainte du changement climatique,
tandis que l’extension de la zone de niveau bas des eaux souterraines à la cote indique une détérioration de la quantité et
de la qualité de l’eau dans le futur. Des stratégies convenables pour la gestion des ressources en eau souterraine en réponse
aux impacts hydrologiques de futurs changements climatiques sont impératifs.
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Keywords: | Climate change Numerical modeling Groundwater management Pingtung Plain Taiwan |
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