過去認為清水地區之地下熱水來自於附近海拔1090ｍ高山地區，根據此公 式回推當地的地下水井熱水同位素值約分別為δＤ=-57.97‰與δ18O=-9.67‰。 但是根據過往資料與我們在2018年4月與7月的現地採樣量測結果，氫氧同位素 分別落在δＤ=-50.72與-60.59‰之間而δ18O=-5.58與-8.62‰之間。這之間的差 異判斷可能來1.採樣頻率不夠所產生的差異、2.地下溫度效應產生同位素偏移、 3.收集到之地下水有可能直接來自於降水，也可能來源於深部補給或在淺層地 下水等多種水的混合結果。 因此、我們提出台灣山區地熱區域之熱水循環至少包含有兩個以上循環系 統，淺層和深層。而非由單一深層斷層單純循環帶到地表。這個概念地建立始 於在大屯火山多年研究地下水同位素平均滯留時間得到的啟發以及去年執行計 畫第一期時，發現野外採樣的大雨之後自然湧泉之TDS在田古爾溪是立刻下降， 明顯顯示出強降雨在淺層水循環的影響，加上、近幾年來宜蘭地區降雨型態逐 漸改變，例如11月份降下136釐米雨量只有長期月平均雨量325釐米的4成，而且 到了11月12月都仍有颱風帶來降雨，這些變化影響也需考量。因此有必要進一 步利用長期且較密集的採樣分析水的性質。長期以來、地球化學常以有限的水 體同位素了解地熱區域或山區之水源補注，極有可能因此錯失不同頻率的訊 號。因此長時間且連續性的不同水體的採集分析，將有助於完整的建構一個區 域水循環路徑，並釐清地熱區域之主要熱水循環路徑。 本計畫將以土場與清水地熱區為研究區域，在清水溪、赤鹿坑溪、田古爾 溪、土場溪上、中、下游採溪水與自然湧泉以及地熱井之井下地下水為取樣點 以長期密集採樣分析驗證。在確認山區地熱熱水循環後，我們會以正旋函數 來推估本區域之地下水之平均滯留時間，並實施小規模示蹤劑實驗以估計區域 的地下連通性與破裂與熱交換等有關訊息。最後、利用TOUGHREACT模擬來驗證 觀測的結果。無論結果如何，本計畫可以提供台灣地熱發展與研究領域最基礎 的建構與貢獻。
It is long considered the recharge altitude of Chinshuei and Tuchen geothermal areas is around 1090m. It implies that the δＤ=-57.97‰ and δ18O=-9.67‰ can be expected to observed in the areas. However, the first phase of the project results shows otherwise. The discrepancy may come from 1. sampling biased due to too fewer samples 2. high temperature effect caused the shit 3. mixing from different recharge sources. It is, therefore, too simplified to consider the circulation of a geothermal region of Taiwan in just one as Taiwan is a young and active geologic geothermal rich region with ample precipitation annually. In order to identify the shallow circulations from deep circulations in the geothermal regions, we need higher frequency sampling of waters from creeks, springs, and groundwaters. We are proposing the second phase of the project to sample waters regularly from upper, middle and lower creeks, hot springs and groundwater in the Chinshuei and Tuchen geothermal areas. All water samples will be analyzed in oxygen and hydrogen isotopes, major cations and anions to complete the project. This will be the first to conduct this lengthy and continue research in Taiwan in this particular purpose. The result from this project will be a framework for constructing the water circulation of the geothermal reservoir region in Taiwan. A mean residence time estimation and field tracer test with HPLC analysis will be implemented after this phase completed. A simulation with all data collected from this study and tracer tests will be performed by using TOUGHREACT code in the future.
