台灣年降雨量豐沛,為何名列全球缺水國家之列?

 文:Impact Hub TaipeiX社企流2023.02.20

台灣本島四面環海,地處於世界最大的海洋與大陸之間,橫跨熱帶與副熱帶,並有高山、平原、丘陵、盆地各種不同地形,造就了台灣天氣的複雜與多樣性。夏天有西南季風帶來潮濕溫暖的氣流,冬日則有東北季風帶來寒潮和雨量;除了季風,台灣也是太平洋生成颱風的路徑,多元的氣候特色為台灣帶來每年約 2500 毫米的降雨量,為世界平均雨量的 3 倍之多。
對於居住在台灣,尤其是北部地區的民眾來說,出門攜帶雨傘為標準配備,梅雨、颱風、午後暴雨已逐漸不侷限於特定季節發生,這就是氣候變遷下的島嶼日常。
在台灣,對大眾而言取得乾淨水源十分容易,普及的自來水建設加上低價的水費,讓打開水龍頭的動作簡單且毫無負擔。國際水協會在 2022 年 9 月公布了針對 30 個國家或地區進行的水費調查,台灣平均家戶水價為 9.24 元,相較於亞洲鄰近先進地區,台灣的水價相當低廉,意想不到的是,台灣並非水資源豐沛國家,甚至名列於全世界前 20 名缺水的國家!水資源壓力是從何而來的呢?

壓力一:天然地形導致 8 成雨水流失

生活在台灣的我們都知道台灣風景秀麗,擁有環海、高山、峽谷等各種豐富地形地質景色,那你知道台灣山地面積佔總面積多少比例嗎?在台灣,海拔高度一千公尺以上的高山林地區即佔了近一半的總面積,若算入丘陵地區,則佔全島總面積的 2/3。
高比例的山地與丘陵,為台灣帶來豐富多樣的景觀生態系,同時台灣全島也因山坡陡峭、河川較短的地形,使得雨水流入海中或蒸發流失的速度更快。台灣每年降雨量有近 60% 直接流入海中,近 20% 蒸發,等於有大約 80% 的雨水像是過路客般,短暫經過台灣土地,未能來得及被收集運用。

壓力二:降雨時空分布不均

台灣的年降雨量雖然在全世界名列前茅,但各城市在不同季節之中降雨量差異大,每年 12 月至隔年 1 月,是全台灣雨量最少的月份,尤其位於東北季風背風面的中南部地區,平均日雨量不足一毫米。
北部地區在 2 到 4 月會進入春雨季,中部、東部及南部地區則延續秋冬的狀況,沒有增加太多雨量。每年 5 至 6 月台灣西半部進入梅雨季,雨量會在 5 月中旬快速增加,7 至 9 月的颱風或是熱帶季風系統也會帶來大量雨量,這些集中在夏季的降雨成為台灣水資源最重要的來源。
整體來說,台灣各地豐枯水期的差異相當顯著,尤其中南部地區夏季降雨量極大,冬季則鮮少有雨。根據統計,每年 11 月至 4 月的枯水期,和 5 月至 10 月的豐水期雨量比,北部地區約為 4:6,中部地區約為 2:8,南部地區約為 1:9,如此的降雨特性,使得中南部地區在枯水期時需要高度仰賴水庫的蓄存,然而水庫的容量又是另一個壓力問題。
(台北、台中、高雄、花蓮的氣候平均(1991-2020 年平均)逐日雨量,單位為毫米/日,也顯現出台灣一年各區域雨量不同。來源:交通部中央氣象局)
(台北、台中、高雄、花蓮的氣候平均(1991-2020 年平均)逐日雨量,單位為毫米/日,也顯現出台灣一年各區域雨量不同。來源:交通部中央氣象局

壓力三:地下水超抽 ,導致供給面臨危機

在都市化發展的進程中,除了運用水庫收集雨水,地下水也是台灣用水的重要來源。在彰化、雲林、嘉義等地,早年因為缺乏有效的蓄水設施,且受到工業用水排擠農業用水的效應,當地的民生、農漁業用水需求皆轉由抽取地下水來滿足用水量;因土地過度開發,缺乏妥善管理的情況下,使用者長年「以需定供」,未考慮安全出水量以及總量限制,因而出現地下水嚴重超抽而導致地層下陷速度加快、範圍擴張的危急狀況。
而地層下陷的狀況及連帶到對未來西部地區都市工程建設、重大公共投資產業的建設與工程結構物安全的影響,都必須謹慎評估、嚴格地多加檢視其對策才是。
地層下陷導致地形高低差異,削弱了海提防護的功能,每逢颱風、豪大雨,就會面臨海水倒灌、積水不退的災害,隨著氣候變遷、海平面上升,倒灌的可能性又更加顯著。
解決地層下陷的主要方法包含嚴格取締與管制、進行地下水補注,還有提高路面的入滲率。一般來說,地下水的水源來自於降雨,然而隨著都市化發展,水泥和瀝青就像一層不透水罩般覆蓋住大部分的土地,使得降雨無法有效被空曠地所吸收、補注地下含水層的水量,於是建造海綿都市,提高都市保水貯存能力,以新的方法解決新的問題,是現今治水的目標。
(彰化、雲林、嘉義等西部沿海地區地層持續下陷,情況嚴峻。來源:經濟部水利署)
(彰化、雲林、嘉義等西部沿海地區地層持續下陷,情況嚴峻。來源:經濟部水利署

寶島逐年缺水,平均用水量反漸增

「節約比開發更重要!」台灣綠建築發展協會副理事長、台灣綠色生態設施協會理事長、國際雨水利用協會前理事長、國立台灣海洋大學河海工程學系前教授廖朝軒呼籲,節約能源是根本之道,節水的成效得靠全民的力量,而節水意識的提升跟節水行動推廣是關鍵。
全台灣民生用水量除了在 2021 年因發生百年大旱,台中、苗栗、北彰化地區歷經史上最長的限水危機而整體數值有些許下降,近 10 年來的民生用水量不減反增。
經濟部水利署指出,隨著經濟成長、生活水準提升以及民眾的生活習慣改變,民生用水量不斷上升,而是否正確、適當地使用家中耗水家電也扮演關鍵因素。此外,台灣的水費相對便宜,讓民眾無法意識到資源的珍貴性,也是用水量逐年上升的原因。
(每人每日生活用水量=生活用水量(人類一般日常活動所需水量,不含工業製造、生產等用水)÷年中供水人數÷全年日數×1000;不含輸水損失。來源:經濟部水利署)
(每人每日生活用水量=生活用水量(人類一般日常活動所需水量,不含工業製造、生產等用水)÷年中供水人數÷全年日數×1000;不含輸水損失。來源:經濟部水利署

氣候變遷下的嚴峻挑戰

全球暖化下,對於各地氣候越來越難以預估及掌握,2021 年初台灣西部地區發生了大規模乾旱,導致各地區進入不同程度的減壓供水、限水、停耕、歇業等情況。而前一年本該是豐水期的季節,台灣不但沒有颱風帶來的雨量,梅雨季節也過於短促,雨情不佳,未能儲存下足夠的水量供枯水期時備用。這也更加顯在氣候變遷之下,主要依賴颱風帶來主雨量的台灣,正面臨巨大的乾旱風險。
面對水資源危機以及氣候變遷所帶來的衝擊,台灣經濟部水利署擬定各區水資源的管理計畫,並以「開源」、「節流」、「調度」、「備援」4 大主軸作為水資源保護的國家戰略。

|開源

開發多元的水資源,以提高供水能力,主要項目包括更新改善對環境較為友善的水庫、發展再生水,以及推動平地人工湖。
湖山水庫:湖山水庫於 2016 年啟用,為對環境影響較小的離槽水庫,目標為解決雲林地區地面水源不足及減緩地層下陷。雲林位於濁水溪下游南岸,但因濁水溪水質混濁且豐枯水期水量懸殊,以往的用水皆來自地下水抽取。湖山水庫由清水溪引入豐水期餘水蓄存,以提供雲林地區枯水期的供水,除了可以做為民生用水之替代水源以減抽地下水、緩和地層下陷及提升民生用水品質外,剩餘水量也可提供區域發展用水。
再生水廠:隨著汙水下水道接管率提升,水利署、營建署及地方政府等單位近年共同推動了許多再生水廠建設。再生水廠仰賴完善的下水道建設以及汙水處理技術,目前主要提供給有工業用水需求者,對台灣來說,再生水廠的營運以及維護目前仍是一大挑戰,除了政府單位的投入,也需要更多企業與技術創新者一同尋求更永續的經營模式。
鳥嘴潭人工湖:預計於 2023 年完工的鳥嘴潭人工湖,位於烏溪河床邊,為台灣首座人工湖,目標是要減少彰化地下水使用,改善雲彰一帶的地層下陷問題。不同於一般水庫禁止民眾進入,鳥嘴潭人工湖打造成為開放民眾參觀的親水生態公園,兼具灌溉、引流以及教育觀光的功能。

|節流

包含民眾節水行動的推廣與推動提高用水效率,水利署實行的主要項目為「自來水減漏」,並以社區為單位進行推動,積極進行檢漏作業、老舊管線汰換等,大幅減少隱藏的漏水。根據台灣自來水公司近年漏水率之公開資料,2016 年底漏水率為 16.16%,2021 年底已減少到 13.59%,創下歷年來新低。

|調度

係指透過輸水管線設施提升區域水源調度支援能力。主要的成功案例有「板新地區供水改善第二期工程」,將新店溪的水源導引至板新地區進行使用,減輕石門水庫同時負擔桃園與板新地區的用水需求,達成大台北地區「共飲翡翠水」的目標。此工程也在百年大旱之時發揮了重大效用,當時由翡翠水庫南送至板新地區的水量,每日達到 83.4 萬噸,創下了歷史最高紀錄之外,北水南送的調度機制,不僅成功支援石門水庫,讓石門水庫的水源可以留在桃園或再向南支援,更讓人們看見區域之間有效調度水源的重要性與實質影響。

|備援

國內許多地區的自來水供水管線為該區唯一的供水管路,因此若單一管線發生意外,沒有其他管線可以支援,就會陷入供水危機。台灣自來水公司針對台灣的部分重要管線提出 17 條備援幹管的計畫,以便於抽換原先部分老舊的管線,並提供災害發生時的備援路徑,藉此提升台灣水資源運輸的彈性,也增強台灣面臨氣候變遷挑戰下各區域水資源應變備援能力。

化水資源危機為轉機

台灣四面環海,降雨量也名列前茅,然而因降雨特性以及先天地理條件的限制,使得雨水難以自然留存;部分地區更經歷了地下水超抽、地層下陷的問題。面臨氣候變遷、人均用水需求的上升,台灣必須進行更積極、更有效的作為來增加整體因應氣候風險的韌性。除了經濟部水利署進行開源、節流、調度、備援等水利政策,企業與個人都必須加入這場對抗氣候變遷的水資源行動,化水資源危機為轉機。

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