高三應用地理上課講義~水資源

 地球上除了用於農業灌溉、工業生產、生活取用的水之外，還包括做為天然航道、潮汐或水力發電及維護生態等功能的水，皆可稱為廣義的水資源。

淡水資源僅占全球水資源的2.5％（下圖），其中約三分之二以冰河形式存在，人類可利用的淡水主要來自河流、湖泊及部分可及的地下水，合計僅占全球總水量的0.77％，而方便使用的淡水僅占0.01％。淡水經由水循環重返地表，因此水文學定義一地的可更新水資源量為地表和地下水逕流量的總和。受自然環境影響，各地可更新水資源分布不均，每人平均每年可更新水資源也呈現區域間的差異。

世界的水資源問題

全球水資源分布不均，各地社經發展程度有別，世界的水資源問題也有地區差異。有的地區水源缺乏，用水不足；有的地區汙染嚴重，水質不佳；此外，在較大尺度的範圍內，還有國家間或地區間水權分配不均的問題。

一、水資源不足的問題

水資源不足有三個層面的意義：其一是每人平均可獲得的水量太少，其二是水源充足，但社經發展快速，用水激增，導致入不敷出；其三是水源充足，但取水技術落後或管理不善，以致供需失衡而出現缺水現象。

理論上，地球每年可更新水資源，若平均分配，則每人每年約可獲得6,000立方公尺的供應量，足敷使用。然而，有些地區因降水不足或人口總數龐大，導致每人平均每年實際獲得的水資源不足1,700立方公尺，而面臨緊水狀態，甚至有些地區每人平均每年獲得的水資源，在1,000立方公尺以下，成為嚴重的缺水區

（圖2-2）

即使有些地區每人平均每年可獲得的水資源相當豐富，但如果降水季節分布不均，貯水技術不佳，乾季時也會出現季節性缺水。

一般而言，社會經濟發展程度愈高，每人平均耗水量愈大。尤其新興工業化國家，常因經濟發展快速導致用水增加，但供水不足而產生供需失衡的缺水問題。

有些地區雖然水資源豐富，例如赤道兩側的非洲， 以及印度半島、中南半島和南美洲等地的部分地區，但因取水技術不佳，或政府效能不彰、管理不善、資金短缺、水利建設緩慢等經濟或水資源管理不善的原因，而發生缺水問題。

就全球而言，缺水問題有愈來愈嚴重的趨勢。在二十世紀，全球人口大約成長兩倍，但用水量卻增加了六倍。據估計，到2030年時，如果目前的用水趨勢不變， 則全球可能有近半數的人口無乾淨或充足的水可用。 

二、水體汙染、水質不佳的問題

快速工業化和都市化的結果，各種產業活動和家庭生活所排放的廢水愈來愈多。廢水如果未經妥善處理， 而直接或間接排入河、湖或地下水層，即形成水汙染

經濟發展較落後的國家，衛生設施比例偏低，人民因經常取用汙染水

（照片2-2），加以基本醫藥衛生設施不足，使得腹瀉成為最主要死因之一。

水體汙染會導致水質不佳而難以取用，或取用結果堪慮，因此水汙染也間接減少了水資源的供應量。

三、水資源分配問題

缺水問題的核心有時不在「患寡」而是「患不均」，凡國際間水的紛爭、國內區域間、用水部門間、城鄉間的競爭衝突，甚至人類與自然環境的衝突皆與水的分配有關。 

以中亞的錫爾河為例

（圖2-3），前蘇聯時期為提供農業灌溉建造了一系列的水利設施，1982年流域內各國簽定錫爾河水資源利用協議，水源必須優先用於農業灌溉。蘇聯解體後，仍沿用該協議，但上游的吉爾吉斯，基於經濟發展，將流域中容積最大的托克托古爾水庫轉作水力發電用途，為了維持電力運轉，冬季時維持放流，導致水庫總水量儲存降低，造成隔年夏季時對下游的供水量相較過去為少， 引起下游各國的不滿。錫爾河流域的水資源問題，不只反映出水資源在國際間及用水部門間的分配問題，人類過度引用錫爾河與阿母河的河水灌溉，也導致鹹海面積縮減、生態環境破壞並危及居民生計，人類需反思如何與自然界合理分配水資源，才能維護生態平衡。

水資源在人與人之間的分配涉及經濟與社會的層面，水常被優先導向經濟較佳的都市或社區，偏遠或貧民窟地區常因基礎設施缺乏無法得到充足供水。又如，以色列對占領區內的巴勒斯坦人採歧視性政策，猶太人可自由取用水源，每人每日約可使用300公升，而巴勒斯坦人只使用少量的公共水源，每人每日的用水量僅有73公升。

美國加州可用水源約70％以雨雪形式落在人口較少的北部，而80％的需水量則發生在中南部。為了解決南加州缺水問題，建立加利福尼亞輸水道，將沙加緬度河與聖荷金河河水引入聖荷金三角洲，再抽水送達南部都會區（圖2-5）。此外，興建洛杉磯輸水道引用歐文河的河水，並跨區由亞利桑那州引用科羅拉多河的水源，以供應龐大的灌溉農業和都會區用水之需求。

1. 由上文分析加州有哪些水資源問題？

2.  南加州克服先天水資源不足的做法為何？

3. 因為過度引用歐文河水，造成河谷乾涸，該地居民與洛杉磯當局爆發衝突；另外， 聖荷金三角洲抽水站工程造成瀕臨絕種的魚類數量下降，當聯邦法院依法限制抽水站的抽水量時，造成農民的抗議。以上衝突凸顯水資源分配的何種問題？

  

水資源的開發利用及問題

水資源的利用

根據用水目標，用水類型可分農業、工業和生活用水三種。長期以來，農業用水一直是人類最主要的用水部門，但近年工業用水有逐漸增加的趨勢。就全球平均而言，農、工和生活用水的分配約為7：2：1，但各地區差異頗大。亞洲、非洲的農業用水高占80％以上；歐洲則以工業用水最多，高達50％以上；生活用水方面，僅亞洲低於10％，而歐洲及大洋洲則高達20％以上

隨著全球人口增加，全球總用水量亦不斷增加

水資源開發

為達到水資源的開發與有效運用，所施作的集水、蓄水、配水工程，稱為水利設施，如早期的埤塘、堤堰，或近代的水庫、深井等。透過水利設施，將水引至田地，主要用於農業活動者，統稱為灌溉系統。

自古以來，人類適應自然環境，因地制宜由水循環過程中取用大氣中的水、雨水、地表上河水、湖水和冰融的雪水或地下逕流的水。以乾燥地區為例：智利北部沿海阿他加馬沙漠之阿里卡（圖2-10）幾乎終年無雨

（表2-1），但因秘魯涼流流經沿海，近海漁源豐富，海岸則年中有兩百餘天被大霧籠罩，早期阿里卡漁村的印第安人，為解決用水問題，乃利用漁網蒐集霧氣，以容器接盛做為家庭用水。近代發展出現代大型捕霧網的集水技術，自阿里卡到聖地牙哥北部長達2,000公里海岸的居民皆可因此受益

地下水是乾燥地區最重要的水源，坎井即為善用遠處高山融雪補注的地下水，是永續且穩定供應水源的一種農業灌溉系統。發源於伊朗的坎井，可在沖積扇端創造生機盎然的綠洲。此技術早已普遍分布於中東、中亞、北非一帶。坎井流量穩定、水質清澈，供人畜飲用外，極適合做為現代農田噴灌或滴灌用水，且依重力下流不必耗費動力能源，暗渠可避免乾燥地區因蒸發強烈而造成水源損失，因此聯合國等組織正鼓勵振興這種地下水永續利用的傳統開發技術。

水資源開發對環境影響

傳統的水資源開發技術或形式雖有區域差異，但均具有和自然環境和諧相處的共同特性。現代的水資源開發，則多興建大型水庫截留地表水、開挖深井抽取地下水，或利用進步科技推動鹽水淡化等方式增加水源。這些開發方式雖然效率顯著，但對環境也隱含不少負面衝擊。

一、興建大型水庫的影響

二次大戰以後，興建水庫開發水資源蔚為風潮。以

1970年完工的亞斯文高壩為例，水庫固然有防洪、發電、航運、灌溉、供水等各種效益，但也破壞了大壩上下游間水文平衡、引發經濟社會與生態環境的問題

庫區居民和古蹟的遷移：

高壩南方形成的納瑟湖淹沒區裡，有12萬居民被迫遷移，世界遺產阿布辛貝神廟也被移走保存。農業的環境問題：

高壩完成後，尼羅河下游沿岸農田無法經由定期氾濫自然增肥，農民必須施用化肥；

納瑟湖蒸發強烈，水中鹽分含量高，農田施用化肥並引納瑟湖水灌溉，導致土壤鹽鹼化問題日益嚴重。

增加疾病流行風險：

納瑟湖和密布的灌溉渠道，使水域面積遽增，病媒環境擴大，導致瘧疾和血吸蟲症流行。

海岸的環境問題：

高壩完成後，泥砂貯留於納瑟湖中，一方面縮短水庫壽命，一方面河口缺乏沙源，導致海岸後退。此外，河川下游水量減少，自淨能力降低，不僅汙染問題嚴重，河口三角洲的漁業也一蹶不振。

二、大量抽取地下水的影響

地下水具有蘊藏量豐富、水量和水質較穩定等優點，故在抽水機發明、鑽井技術進步以後，鑿井抽取地下水逐漸盛行。例如，印度於1961年時，抽取地下水灌溉的農田只有十萬公頃，至21世紀初則增加到3,900萬公頃以上。

由於地下水的循環速度較慢，每年從地面滲漏補注的水量有限，若大量且密集抽取地下水，當抽取量大於補注量時，將導致地下水位下降。沿海地區，地層下陷常使地面低於海平面，易遭海水倒灌入侵；地下水面下降，也導致沿海地區海水侵入地下水，使地下水和土壤同遭鹽化的問題。

在乾燥氣候區，地下水更是重要用水來源，有些產油國家如利比亞，以探勘石油技術抽取深處古老含水層的地下水，進行「大人工河計畫」，1,300座水井透過長達4,000公里長的水管，一天輸送650萬噸的水供地中海沿岸都市使用和灌溉農地。然而，不可更新地下水的儲量有限，且無法補注，若大量開採，將在短期內耗竭。

近年來，為了避免大量抽取地下水所引發環境問題繼續惡化，許多地區已經開始限制地下水的開發，並透過人工方法增加地下水補注量。例如，民國五™年代，臺北盆地的工業與都市用水，主要仰賴深井抽取地下水，但因過度抽取，導致民國53∼57  年間，盆地內部分地區地下水位平均每年下降2.7公尺，因此民國57年起全面禁止抽取地下水；民國72年，在大漢溪建鳶山堰，一方面提供臺北盆地部分用水，一方面增加盆地地下水補注量。印度也積極利用其廉價勞動力的優勢，在農村地區興築簡易低堰，於季風期貯水以供乾季時使用，同時也可增加地下水的補注量。此外，在一些乾濕季節明顯的地區，如巴西、南非等地，也利用現代技術興建地下水壩，在雨季時蓄積雨水以供乾季使用

三、鹽水淡化對環境的影響

隨著社會經濟不斷發展，水資源的需求量只增不減，因此不少國家乃積極發展鹽水淡化技術增加水源。鹽水淡化的原水包括海水、鹽水、湖水、含鹽地下水和都市廢水，其中以海水淡化為數最多，而沙烏地阿拉伯的鹽水淡化產能高居全球第一。

鹽水淡化對環境造成的問題，包括過程中須耗費大量能源，不只成本偏高，排放的溫室氣體將加劇全球暖化；淡化後殘留的高鹽分廢水，若處理不當，也易引發嚴重的環境問題。例如海水淡化產生的高濃度鹽水，若直接排入海中，將破壞原有的海域生態系統。

 水資源國際紛爭及其解決途徑—以尼羅河流域為例
全球有263條跨國河流，其中約三分之一由兩個以上國家共有，且145個國家境內至少有一個跨國流域。過去50年來，在開發國際河流上不斷發生衝突，但絕大多數的個案皆採合作機制和共同治理，以紓緩政治緊張的局勢

以世界最長的尼羅河為例， 來自衣索比亞高原的藍尼羅河，為尼羅河最重要的支流，占總流量的60％，降水集中於7∼9月，為下游地區定期氾濫的主要來源；另發源自維多利亞湖的白尼羅河， 則占總流量的30％。過去埃及一直以「歷史權」主張尼羅河的水權。不公平的水權分配造成國際爭端，如1960年代中期，蘇丹不顧埃及反對，興建洛西瑞斯水壩供應喀土穆電力，埃及就曾一度威脅空襲喀土穆。

但同為高度依賴尼羅河的埃及和蘇丹也合作開發水資源。1959年尼羅河水協定換約，為了克服尼羅河季節和年際變動大的問題，兩國協議合建亞斯文高壩及水權分配。此外，1978年埃及和蘇丹也合作開挖了蘇丹境內蘇德濕地（今為南蘇丹領土）的強格雷運河，2008年完成後可加速排水，以確保較多水源流入埃及境內。

近年來國際河流開發多以流域為單位，成立跨國合作組織。1999年，除厄利垂亞外的九個尼羅河沿岸國家成立尼羅河流域倡議（The Nile Basin Initiative， NBI），2012年加入新獨立的南蘇丹共十國，透過公開協議利用尼羅河流域水資源，實現持續的社會經濟發展，以合作的方式從中受益，促進地區和平與安全。而過去捍水強硬的埃及，除願意在水資源管理議題上與上游各國進行更多合作外，在政策上也趨向以「虛擬水」貿易解決其糧食及環境的問題。