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李玲玲 楊育昌
國立臺灣大學動物學系
摘要
「水資源」不僅是生命、生活、生產的基礎,水資源的開發與利用方式對自然環境也有多方面的重大影響。臺灣年降雨量雖然相當豐沛,但是由於降雨時間與空間的分布不均,降雨能被截流利用的比率不高,加上臺灣人口密度高,平均每人每年能分配到的用水量比率相當有限,與國際平均值相較是屬於水資源利用潛能不高的缺水國家。近年來由於用水量不斷增加,新水源的開發量有限,再加上降雨模式可能因氣候變遷的影響有擴大時空分布不均的趨勢,因此如何維護與永續利用水資源是政府推動永續發展所必須考量的議題。本研究藉由檢視天然河岸比率、河川長度受輕度污染以下比率、有效水資源、土壤侵蝕度、水庫品質、地下水水質、每人家庭用水量、工業用水量佔工業產值比率、農業用水量佔農業產值比率、污染性產業產值佔製造業產值比率、水價反應真正成本的程度、污水下水道普及率等各項與水資源相關之環境生態、社會經濟與政策指標歷年來的變遷,討論其與相關政策、事件的關聯,以評析水資源政策的永續性。
一、前言
臺灣今年的旱象似乎特別嚴重,限水的警訊也來得特別早,因此「水資源」再度成為政府與民間關切與熱烈討論的重要議題,「水資源」不僅是生命、生活、生產的基礎,水資源的開發與利用方式對自然環境也有多方面的重大影響,例如:以興建水庫增加水源後,往往又需興建攔砂壩以減少水庫的淤積,而將河川層層截斷阻隔,影響河川水文與生物多樣性,而河口附近的海岸也可能因河川輸砂的減少而有侵蝕的可能性。因此水資源政策與永續發展的關係十分密切。
根據統計,臺灣地區年平均降雨量為2,510公釐,換算成水量約905億立方公尺,是世界平均值的2.6倍,屬於降雨量豐富的地區之一。但由於受到降雨時間與空間上的限制,可利用的水量不及總降雨量的15
%,再加上人口密度高,使得每人平均分配到的水資源量有限,每年每人平均所能分配之降雨量僅約4,500立方公尺,只有世界平均值的六分之一左右,使得我國成為全球排名第18位的缺水國家,屬水資源利用潛能不高的地區之一,可供利用之水資源相當有限,因此是水資源的維護與永續利用是臺灣推動永續發展所必須注意的課題。
水資源的循環利用可以被視為是一種可再生資源的利用,而欲永續使用可再生的資源,就必須考慮資源的供應與需求,資源量與使用量之間的平衡。因此,在各方紛紛提出各種水資源政策與策略之際,本研究擬利用「永續臺灣評量系統」諸多指標中,一些與水資源之供需關係較為密切的指標,來回顧臺灣地區水資源供需與產業發展及國民生活型態的變遷,同時分析政府的各項水資源政策是否能有效解決水資源缺乏的問題,討論相關政策的永續性,以便能提供相關部門制定與執行政策上的建議。
二、由指標看臺灣水資源供需之變遷
(一) 臺灣水資源供需之基本結構
由於目前海水淡化等其他水資源的生產方式並未普及,因此臺灣水資源的主要來源仍是天然降雨,降雨進入河川的部分可被直接引用(河川水),或進入水庫儲存而後再被利用(水庫水),還有一部份則滲入地下水層,再被抽取利用(地下水)。至於水資源的需求方面,一般被分為生活用水、工業用水與農業用水等三類,其中農業用水又包含灌溉用水、養殖用水與畜禽用水。因此以下謹就這些項目下水資源來源與使用量之變遷進行分析。
| 圖1-1 臺灣水資源供需基本架構圖 |
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(二) 臺灣水資源之供給
1. 降雨量
雖然臺灣地區的年平均降雨量為2,510公釐,換算成水量約905億立方公尺,是世界平均值的2.6倍,屬於降雨量豐富的地區之一; 但由於降雨時間、空間上的限制,可利用的水量不及總降雨量的15
%,再加上人口密度高,使得每年每人平均所能分配之降雨量有限,僅約4,500立方公尺,只有世界平均值的六分之一左右,因此我國是全球排名第18位的缺水國家,屬水資源利用潛能不高的地區之一,可供利用之水資源相當有限。
在降雨時空的分布方面,臺灣地區的降雨量不僅有年間的差異,各地各季的降雨量分布也相當不均,降雨量之不確定性高。歷年紀錄顯示臺灣最高年降雨量達3,250公釐,最低者僅1,600公釐,相差約2倍以上;同時,平均每10年會出現一次大乾旱、2至3年出現一小旱。一年之中的降雨量約有80
%集中於每年5月至10月間之豐水期,尤其大部分雨量集中在颱風過境時,若颱風降雨較少,往往就會有缺水的問題。每年11月至次年4月的枯水期,降雨量少,尤以臺灣南部為甚,這段期間的降雨僅佔全年雨量的10
%左右,致使水源調配甚為困難,常造成地區性水源不足,影響產業生產與民眾生活用水。
根據全球氣候變遷的模式預測,氣候暖化現象對臺灣地區降雨量之影響十分明顯。臺灣1991至2000年的年平均降雨量為2,493公釐,平均逕流量為639億立方公尺;而1949至1990年之間的年平均降雨量為2,515公釐,逕流量為668億立方公尺。相較之下,近十年來的平均降雨量減少了0.9%,而逕流量亦滅少了4.3%左右,意味著近年來的水資源供給量有減少的趨勢。而依據研究推估:2,050年時臺灣冬季降雨量將減少5至10%,夏季則將增加5至10%,每年5至10月降雨量占全年雨量比例將超過80%,豐水期與枯水期水源量差異將更大。此外,秋、冬二季在臺灣東部降雨量有增加,但在西南部卻有減少的趨勢,臺灣南部在相同頻率之下,最長連續不降雨日數也有增加的趨勢,而可能加重春季水源不足的程度,提高該地區乾旱缺水的頻率。
因此臺灣水資源政策的擬定與規劃,必須將此種降雨量不確定、時空分布不均與預期在全球變遷影響下的變化的趨勢等因素,納入思考與規劃。
圖2-1 河岸人工設施長度
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2. 河川水
臺灣的河川大都源短而流急,降雨流入河川之後很快流入海洋,不易蓄存與利用。加上近年來河川被截流、整治、水泥化的比例越來越高,可能加速河水流速與沖刷的速度,部分河道因攔砂淤積也失去調控水量的能力。此外,污染亦嚴重影響水資源的供應。
相關指標1:天然河岸比率 |
以水泥堤岸、防沙壩與潛壩工程來進行野溪及河川上游的整治,除了使河川被片段化、溝渠化,讓生物棲息地縮減之外,也造成溪水不易向下滲透至地下水層而直流入海。故人工河岸的建設,對地下水資源的補充以及水災的防範,都有負面的影響。由1988至1998年間經濟部水利處所公布的資料,我國河川堤防、護岸、防沙壩、潛壩等人工設施的總長度有連年增加的趨勢,並不利於水資源的永續利用。
圖2-2 河川受輕度污染以下長度比率
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相關指標2:河川長度中受輕度污染以下比率:
本指標係以RPI(river pollution index)界定河川總監測長度中,受輕度以下污染河川與總監測長度比率;主要利用溶氧量、生化需氧量、懸浮固體、氨氮四種物質濃度計算其積分,藉以評定受污染程度。由趨勢圖可看出,近幾年受輕度污染以下河川比率維持在75%上下振盪,可能是因為易遭污染的河川皆已受污染,而受污染河川整治須長期改善,所以比率維持變動較少。 |
3. 水庫水
由於河川不易蓄存水量,因此在適當之地點建築兼具蓄水、發電、灌溉、調節水量等功能之水庫自有其必要性。然而本島屬年輕地質,集水區上游山區地質較為脆弱,可供建壩蓄水之優良位址不多,因此近年新水庫的建立成本日益提高。再加上集水區上游山坡地常遭濫墾、森林砍伐、道路開挖與拓展等影響,使土石流嚴重、泥沙淤積量增加,而降低水庫調蓄水源功能。部分水庫也因優養化情形嚴重,水質惡化,而降低水源的有效供應。
圖2-3 我國水庫數量及水庫有效容量改變狀況
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圖2-4 近年我國水庫總容量減少狀況  |
相關指標3:有效水資源
由1992至1997年間我國水庫數量逐年增加,有效容量卻幾乎不變,水庫總容量則持續減少中,顯示能提供大量水源之大型水庫不易興建,而現存水庫淤積問題日趨嚴重。在水庫開發已達飽和,新水庫籌建不易的狀況下,水庫淤積問題之處理與水庫壽命之維持的行動實屬當務之急。 |
相關指標4:土壤侵蝕度
「土壤侵蝕度」的指標可反映自然與人為因素的作用下,表土流失的程度。土壤過度沖蝕除了暴露出水土保持不當、易引起土石流與水患之外,也造成水庫淤積、使用壽命縮減及有效水資源蓄積量降低。由於表土流失率無法直接測量,故目前並無確切資料,故一般是用上游土地利用方式推出係數後,再利用模式推估而得;或由河水中的含沙量來間接判定。
圖2-5 臺灣地區主要河川最大含沙量
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臺灣主要河川含沙量的歷年資料如下圖所示:主要河川之最大含沙量變化相當大,並與每年的雨量有關。但由於測站少、測量的次數與時間有限,此資料只能代表測量瞬間的含沙量狀況。自1988至1997年止,除1990年以外,最大含沙量幾乎都維持小幅波動;因此對於水庫淤積和有效水資源量所造成的影響,則還需經過進一步的資料轉換及分析。 |
相關指標5:水庫品質
自1993年起環保署開始監測臺灣地區20座重要水庫水質(其中翡翠、德基等水庫監測時間較長),並統計優養程度。水庫水質優養程度與水文(尤其是降雨量)很有關係,故優養程度會隨每年採樣時間而變動。根據調查資料,北部除了明德水庫和永和山水庫外,其餘水庫的水質均不錯;中部以鯉魚潭及德基水庫較差;南部水庫優養化狀況比其他地區嚴重,除了牡丹、南化水庫較好之外,其餘均非常嚴重。因持續調查時間短,不易看出各水庫優養化的趨勢,需要更長的時間才能作進一步評估。
圖2-6 水庫水質未達優養百分比
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由於水庫優養化愈嚴重時,愈容易使水庫淤積、壽命減短,可用之水資源愈少,且處理水源時所需費用也愈高。我國水庫水質1993至1994年有改善的情形,但1994至1998年之間優養化漸趨嚴重,而在1999年之後的水庫水質才又稍有恢復,但仍有皆近四成的水庫有優養化的問題。 |
4. 地下水
當地面水水源不足或不易取得時,地下水的使用就會增加。由於過去地下水之監測系統並未完全建立,而業界或民間私挖水井、抽取地下水的情形也相當普遍,因此地下水實際之抽取量與補注量的資料一直相當缺乏。但是從西南沿海地區地層下陷的情形,不難推知地下水超抽的情形相當嚴重。近年來政府陸續建立地下水觀測井、抽水試驗井,以建立地下水觀測網監控各地之水文地質狀況,未來應該有助於地下水水質水量資料的建立。在此同時,另一項值得關切但無具體統計數字支持的問題是,近年來重大工程建設,尤其是山區開發造成地下水大量流失的問題。以北宜快速道路的修築為例,由於開挖工程通過水量豐沛的地下水層,不僅導致地下水的大量流失,也使工程進度嚴重受阻。而此地下水之流失,是否因而導致周邊地區使用地下水源者之水源供應不足,或產生地層塌陷等問題,以及對翡翠水庫進水量之影響,均應審慎評估。
圖2-7 地下水質不合格率
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相關指標6:地下水水質
地下水的水質部分是藉由追蹤地下水中污染物質的濃度來掌握。1993年到1999年間,各地下水指標之項目在大致合於標準的情況下呈現小幅波動;唯地下水中的砷含量,其濃度0.9
~ 1.5 mg/L遠超過飲用地下水體水質標準的0.05 mg/L,若未經處理直接飲用可能造成砷中毒而影響健康,但由歷年趨勢圖看出其不合格率已有下降之情形。 |
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