Climate-induced hydrological impacts on the groundwater system of the Pingtung Plain, Taiwan Kuo-Chin Hsu & Chung-Ho Wang & Kuan-Chih Chen & Chien-Tai Chen & Kai-Wei Ma 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. 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 souter- raine 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, hydrogéologi- ques 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 disponi- bles 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. 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 Received: 17 October 2005 / Accepted: 14 November 2006 Published online: 9 December 2006 * Springer-Verlag 2006 K.-C. Hsu ()) : K.-C. Chen : C.-T. Chen : K.-W. Ma Department of Resources Engineering, National Cheng-Kung University, No. 1 University Road, 701 Tainan, Taiwan, Republic of China e-mail: kchsu@mail.ncku.edu.tw Fax: +886-6-2380421 K.-C. Hsu Sustainable Environment Research Center, National Cheng-Kung University, No. 1 University Road, 701 Tainan, Taiwan, Republic of China C.-H. Wang Institute of Earth Sciences, Academia Sinica, No. 128, Sec. 2, Academia Road, 115 Taipei, Taiwan, Republic of China Hydrogeology Journal (2007) 15: 903–913 DOI 10.1007/s10040-006-0137-x