發佈日期:2015-08-28

期許一個水資源安全的未來— 氣候變遷下南台灣水資源課題的省思

作者:羅良慧

前瞻研究水資源安全氣候變遷永續發展water securityclimate changesustainable development

文章圖片所有權:https://pixabay.com/zh/users/LoggaWiggler-15/,Created by LoggaWiggler(Deutsch)

一、雨量豐沛,但無水可用的台灣?

水,對生長在台灣的你我,日常生活中取用是件輕鬆方便的事,目前全台灣自來水普及率達91.66%以上(台灣自來水公司,2014),再加上部份自行取水使用,對台灣人而言,用水的需求一直不難被滿足。但是,水資源對台灣並非取之不盡,用之不竭的。進一步觀察台灣的氣候型態及自然地理環境,經濟部水利署楊偉甫署長(2010)指出,雖然全台每年降雨量為全球平均值的2.6倍,但是與全球每人每年平均分配雨水量相較,台灣不及全球平均的1/5;另一方面,參採陳伸賢(2010)以河道逕流量及地下水入滲量合計來估算我國水資源可利用量的最大值,再除以人口數求得我國人均水資源量之資料,可發現我國人均水資源量僅為全世界平均值的1/3,整體觀之,台灣對缺水一事,並非可高枕無憂。再加上因台灣的降雨集中於5月至10月,約占全年雨量的80%,水量豐枯懸殊,而且,台灣的河川特色為長度不長、流域面積小、流路短促、坡度陡而流速急 (經濟部水利署,2010),若未借助適宜的方案與技術留住河川中的水,在降雨量少的枯水時期,台灣供水的水情是緊迫的。

從去年(2014)年底至今年(2015)三月,全台的水情處於緊繃的狀態,今年二月成立旱災中央災害應變中心,三月發布台灣西部9縣市實施分階段限水措施(旱災中央應變中心,2015)。然而今年春天降雨情況仍未好轉,全台水庫的蓄水量未見明顯進帳,因此,全台灣得因應此次十年以來最嚴重的旱象,逐步展開各項限水措施。由於氣候的變遷,台灣颱風洪水研究中心李清勝主任指出,就機率而論,台灣低降雨的頻率從以往間隔17年縮短至不到10年,台灣的十年旱象問題恐成常態(自由時報,2015)。因此,不僅台灣民眾的用水思維宜加以調整,水資源的管理在維持水量充足與水質穩定的目標之外,是否也要納入更長遠的視角,重新認識水資源的價值與可貴?

二、珍貴的水資源,用到哪些地方?

水資源可擔負的角色與功能有那些呢?本文嘗試從以水作為資源、水生產能源、水轉化為糧食及水保育為環境四種角色,將水資源的功能分為四大類型(請參見圖一):

(一)水作為資源:是指為配合人類生活取用水的需求,如飲用煮食、個人清潔與維持環境衛生等,依所在地域運輸水資源以利分配使用。

(二)水生產能源:是指人類利用水資源產出能源的方式,如水力發電及作為核能電廠反應爐的冷卻用水,或以水維持工廠的運作,作為製程用水及鍋爐降溫之用等。

(三)水轉化為糧食:是指人類將水資源提供糧食生產需求的利用方式,包括對農作物的澆灌以及飼養牲畜等畜牧養殖用水。

(四)水保育為環境:指將水資源留為環境保護之用,如維持河川基本流量的保育用水,不僅可保育水資源的水質與水量,也可從維護水系生態環境之中維持物種的多樣性,以及保有水域景觀供遊憩休閒,另亦可為洪泛季節的水量作緩衝調節。

圖一、水資源的角色與功能

三、每個人都可以有足夠的水資源嗎?

在瞭解水資源擔負的角色與多元功能後,接下來面對的問題是:我們有足夠的水資源嗎?為評估各國缺水的嚴重程度,美國的世界資源研究中心(World Resources Institute, WRI) 對全球181國共100條河域,依水源基準值、洪災與乾旱頻率、及水域供應當地用水情形等指標進行觀測。依2013年的觀測指標計算並排序的結果,全球有37國為相當嚴重缺水國家,雖台灣在排序上為低度缺水國家,但細究不同標的用水來看,農業用水相較民生與工業用水則有較高的缺水危機(Gassert, F., P. Reig, T. Luo, and A. Maddocks, 2013)。此外,聯合國的研究報告亦指出,2030 年全球供水量將減少40%,缺水引發的搶水大戰將嚴重威脅全球安全,且十年之內將有48個國家約29億人受到水資源短缺影響,對部份國家的存在性造成威脅(轉引自黃嬿,2015)。

如果水資源供不應求的變化將成必然,因應水資源匱乏的警訊,我們該作些什麼?聯合國早在2003年成立聯合國水資源組織(UN- WATER) ,期對此議題作出回應,幫助世界各國達成千禧年發展目標(Millennium Development Goals, MDGs)中目標七「確保永續環境(Ensure Environmental Sustainability)」之子目標「水資源發展為主要任務,並關注各國用水的取得、用水的便利性和供應量等關鍵議題」(UN-WATER, 2014; UN, 2000)。因為對於水資源,尤其是淡水資源的取用權,如果迫於國家版圖擴增及政治權力失衡,造成淡水的河川流域僅能被少數國家或人士把持,將會威脅國家安定發展,進而危害人類基本生存權利。

有鑑於此,2012年聯合國永續發展大會(United Nations Conference on Sustainable Development) 產出的成果文件“The Future We Want”,提出「水資源將是永續發展的核心 (WATER IS AT THE CORE OF SUSTAINABLE DEVELOPMENT)」(UN, 2012),依循此精神,2013年聯合國水資源組織之研究報告“Water Security and the Global Water Agenda”中提出水資源安全(Water Security)的執行定義(working definition)(UN-WATER, 2013)如下:

對全人類而言,將保障持續獲得可接受的水質且充足的水量以維持永續環境、人類生存及社會經濟發展,並確保防止因水傳播的污染及與水相關的災害,以及保護生態系統處在和平與政治安定的氛圍之下。

之後,聯合國水資源組織亦摘整報告內容提出給決策者的建言,期導引並開啟人們對水資源安全的對話,認識瞭解水資源問題的複雜性與關聯性,關注水資源並將水資源安全的需求含括在各國的永續發展目標(Sustainable Development Goals, SDGs)中,以實現水資源安全與永續發展的社會(UN-Water, 2013)。

四、氣候變遷下豐枯明顯的南台灣,水資源怎麼用?

若以有台灣糧倉之稱的嘉南平原用水現況為例,本文採用經濟部水利署「101年各標的用水量統計報告」資料,對1998~2012年的台灣南區各標的用水量進行用水比例統計(參見圖二)。由統計報告資料可得知2012年南區的總用水量約3978.2百萬立方公尺,其各標的用水量比例為:生活用水量約18.9%,農業用水量約67.9%,以及工業用水量約13.2%。因此,以南台灣為例探討氣候變遷下水資源安全的課題時,可發現南台灣雖受自然的氣候與水文等地理環境限制,得借助水庫等基礎建設儲存與分配水資源,但是依1998~2012年的各年總用水量需求推算,全年總供應量並未有顯著減少的情形。進一步細究歷年用水資料可知,南台灣水資源的主要課題在於遭逢季節性缺水時,其依賴儲存用水與調度用水等作法,難以因應各標的用水在同一時期的大量用水需求。對農業灌溉需求而言,早年在興建嘉南大圳與啟用掌水工制度之後,農民就已按豐水期、枯水期之別,安排不同需水量的農作物輪流耕作,以共享有限水資源共渡用水不足的情況。但隨著時代變遷與經濟發展,南台灣的用水需求標的也逐步納入工業發展之規劃,伴隨工業園區及科學園區的設置,各類別的工業隨之進駐,雖然台灣南區的工業用水從1998年的729.9百萬立方公尺降至2012年的527.3百萬立方公尺,相較整體用水之比例則從18.5%降至13.3%(參見圖二),但在缺水季節時,工業用水之需求性對用水調度的衝擊不容小覷,因此,工業用水的再利用技術,也成為產業自保與互助的必然手段。

圖二、台灣南區各標的用水量歷年(1998~2012年)統計

由於工業用水的使用特性為配合生產線需求,得不間斷地穩定提供用水,因此,一旦缺水季節發生在農業正需大量灌溉用水的春初插秧之際,工業用水的使用特性便造成整體水資源分配的壓力。近年來政府已對既有工廠進行節水輔導,工業用水回收率現已提升至69.8 %,而科學園區內的廠商被要求製程用水回收率需達85%,對於水資源的節水調度有其助益(經濟部水利署,2015)。因若採取調度農業用水支援工業用水的作法,適逢春初且為枯水時節,農業本身將因無足夠用水而錯失插秧時機,田地只能休耕。此外,枯水期河川水道的水被截流移為以工業用水為主時,對於水系生態環境及濕地的影響最深,因為在沒有足夠的水資源留為環境保護之用時,過於乾涸的水系環境終將形成難以復原的生態變化,而環境的承載力亦或將隨之下降。

除此之外,在面對氣候變遷造成的降雨及水文環境變化之際,以曾文溪為主要河川水系的南台灣水資源,又將會面對何種問題與衝擊呢?藉由科學研究等證據與資料,國家災害防救科技中心透過科學模式推估未來南台灣的氣候型態及河川流域等變化趨勢,預估在台灣南部分區降雨變化為:未來長期(至世紀末)年平均雨量將增加5-10%,降雨變化呈現豐水期(夏、秋)降雨越豐沛,枯水期(春、冬)降雨越少,且降雨強度增加的極端降雨現象,造成「不下則已,一下則大」的情況。另在曾文溪流域可能的變化則呈現豐水期的流量增加,枯水期的流量減少的趨勢,至世紀末的未來流量變化幅度將更大。綜整可知,「豐愈豐、枯愈枯」將是氣候變遷下南台灣水資源變化的主要寫照(轉引自國研院政策中心,2014),亦即南台灣的未來降雨趨勢雖在降雨總量上有所增加,但在豐水期與枯水期之間供給水量差距漸漸加大,因此,不論以水作為資源、水生產能源、水轉化為糧食、水保育為環境等角色與功能而言,或是以民生用水、農業用水、工業用水等不同標的用水分類進行討論,上述各功能與分類彼此之間都將出現更劇烈的需求衝突,不僅形成更嚴峻的水資源管理挑戰,也嚴重影響水資源安全目標的達成。

若不在有水當思無水之苦,預作水資源配置的因應方案,在氣候變遷對南台灣帶來豐枯加劇的衝擊之下,對南台灣甚至對全台灣而言,可預見搶水或無水可用的情況將更為頻繁地發生;而水資源配置的排序比重,影響的將不只是短期的農業產量或導致長期的環境惡化趨勢,這背後尚反映出社會的價值觀、資源使用的正當性及國家發展的願景藍圖。

五、永續發展的挑戰:水資源安全

水是永續發展的核心,面對「台灣地區的每個人都可以有足夠的水資源嗎?」的提問,由歷年統計數據來看,不論從供給面估算可用水量,或是從需求面研判用水的配置,不難發現個人、企業或是部門的用水思維中,是否已認知水資源的可貴與節水的必要性,將是回應此提問的關鍵要素。如前所述,不同標的之用水需求維持人類的生存與推動社會的發展,未來的水資源管理不僅滿足用水量的需求,更得有效且平衡回應不同用水標的之配置,進而以水資源安全為目標,方能保障人類生存的權利與社會發展的機會。以前述對南台灣個案的分析,本文從科學研究如何支援台灣的水資源管理政策規劃,提出建議如下。

南台灣水資源管理的主要課題為:因應區域自然環境的特性,如何在降水量多的季節提高儲水量,方可於降水量少的季節進行調度使用,此項課題亦帶出台灣因應氣候變遷的趨勢,在水資源管理上,對於科學研究資料的需求,將會需要研究人員收集與監測更密集的資料區間,並包含小區域的氣象、水文及水量等推估統計的資料,決策者藉由這些更即時且更精確的資訊參採,水資源管理將可採季節性或是更密集的用水週期,作為各標的用水量的最佳規劃配置時間單位,以平衡不同標的用水在某些時間區段或週期性的用水需求衝突。

除此之外,依水的角色與功能來看,研究人員宜協助政策制定者從過往單就水資源本體的管理,進而擴大至系統性的思考,瞭解水資源、能源與糧食生產之間的相互作用,對現行水資源的環境承載力進行盤點,以量化數據與質化研究研判問題瓶頸所在,亦即可借助具體的量化數據建立全面性水資源管理與實施框架,進而以質化研究,釐清水資源安全的挑戰與缺口,整體性對能源與糧食的管理政策及配套法律進行思考。若再就水資源管理政策的內涵與推動而言,政策的擬定需保障每人對於安全飲水與衛生用水的權利,亦應建構水資源治理架構、制定配套法案及政策工具,進而設立對應的組織且充分賦權,方能透過建立良好的、跨域的水治理制度以帶動區域的合作發展。

如透過系統性的改變與跨領域的合作,完善水資管理環境所需的機制與政策工具,並制定整合性的政策目標與跨部門的綜效評估,將可有效地管理與平衡使用者等利害關係人的水資源利用需求,進而達成水資源安全的目標。期許台灣水資源管理政策願景,形塑水資源安全、跨域合作與技術創新的未來!

參考文獻

  1. 台灣自來水公司(2014)。103年6月底本公司按區域別供水普及率。上網日期:2015年3月25日,取自: http://www.water.gov.tw/files/供水普及率(4). jpg
  2. 自由時報(2015)。學者︰10年大旱成常態 週期恐縮短。上網日期:2015年3月25日,取自:http://news.ltn.com.tw/news/focus/paper/863242
  3. 旱災中央應變中心(2015)。秋冬降雨歷史新低,旱災中央災害應變中心指揮官鄧部長要求提昇工業節水目標,新北(板新、林口)、桃園、苗栗3月13日起至7.5%。上網日期:2015年3月25日,取自:http://eoc.nfa.gov.tw/eoc/List.aspx?ID=39&MenuID=1027&ListID=2682
  4. 陳伸賢(2010)。氣候變遷對水利工程挑戰與調適,學術天地,22-33。取自:http://www.hydraulic.org.tw/admin/post2/pic2/22-33.pdf
  5. 國研院科技政策中心(2014)。氣候變遷調適策略評估-以南部科學園區台南園區之乾旱/缺水風險為個案 議題手冊(改版中),台北市。
  6. 黃嬿(2015)。地球好渴!2030年全球供水量將再減40%。天下網站。上網日期:2015年3月25日,取自:http://www.cw.com.tw/article/article.action?id=5065455
  7. 楊偉甫(2010)。台灣地區水資源利用現況與未來發展問題。用水合理化與新生水水源開發論壇,台北市:台北福華國際文教會館。取自:http://www.ctci.org.tw/ct.asp?xItem=2938&ctNode=570
  8. 經濟部水利署( 2010)。河川生態簡介。河川生態主題網。上網日期:2015年3月25日,取自:http://e-river.wra.gov.tw/e_Ecology/p2-1.aspx
  9. 經濟部水利署(2015)。發展節水工業而非高耗水工業,並應提高工業用水價格,限制農業用水會拖垮國家糧食自給率。上網日期:2015年3月25日,取自:http://www.wra.gov.tw/lp.asp?CtNode=8275&CtUnit=1717&BaseDSD=7#a13
  10. Gassert, F., P. Reig, T. Luo, and A. Maddocks. (2013). Aqueduct country and river basin rankings: a weighted aggregation of spatially distinct hydrological indicators. Working paper. Washington, DC: World Resources Institute (WRI), November 2013. Available online at http://wri.org/publication/aqueduct-country-river-basin-rankings
  11. United Nations (UN). (2000). GOAL 7: ENSURE ENVIRONMENTAL SUSTAINABILITY. Retrieved March 25, 2015, from http://www.un.org/millenniumgoals/environ.shtml
  12. United Nations (UN). (2012). The Future We Want (A/RES/66/288). Retrieved March 25, 2015, from https://sustainabledevelopment.un.org/index.php?page=view&type=111&nr=1102&menu=35
  13. UN-WATER. (2013). Water Security and the Global Water Agenda (ISBN 978-92-808-6038-2). Retrieved March 25, 2015, from http://www.unwater.org/publications/publications-detail/en/c/197890/
  14. UN-WATER. (2014). ABOUT UN-WATER. Retrieved March 25, 2015, from http://www.unwater.org/about/en/