三生化水資源利用
93/03/09
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李源泉｜
義守大學理工學院
「三生」–生產、生活、生態是現階段政府推動的農業政策，其實水資源利用亦可定出與此類似的政策。因為水不只有生產食、衣、住、行各方面所需物質的用途，也是人類日常生活所必需。尤其重要的，水更是代代相傳，為子孫生存環境保持生態平衡的重要因子。
社會進步的階段中，初期是為求生命的存在，因此人類想到的是賴以維生的食物的栽種，而作物的栽種需要水和土。當時因人口不多，灌溉用的水占大部分，且人畜皆可共用，所以當時水的利用是為生產，也為生活。
工商繁榮，人口增加後，農產食品的量和質隨之提高，這時水的利用更擴及非農產食品的製造，而且水的品質更因為人們的要求而提高。水的利用因此進入產值和品質較高和生活化的階段。
但也因社會進步，人口劇增（從過去的二、三十億到今日的六十多億人口），過度的生產和生活化使水被超限利用，以致人類賴以維生的水資源產生嚴重不足和惡化的現象。更有甚者，影響所及不祗是水體，土體和大氣也都因此而變質劣化，於是有志之士強烈要求和推動水利用的生態化，而且不只將它生態化利用，更希望水能做為改善生態環境的工具。所以，您不能不知道和了解水利用的三生化。
水的生產性
農業時代人類大部分依賴農畜產食品維生，這些農畜產食品的栽培和養殖除需空間外，空氣、養分（或肥料）和水更是不可或缺的要素。前二者還需要靠水輸送到動植物體內各部門，使之生長結果以供人類食用。根據專業的估計，約有60％的降水會經由土表、水面蒸發和植物體蒸散作用回到大氣。在植物體內靠著日光和葉綠素，使水和大氣中的二氧化碳反應，以便產生醣類養分供植物體成長之用，這就是眾所皆知的光合作用。更微妙的是，在這反應的過程中，吸收了大氣中的二氧化碳，並將氧氣重新散回大氣，改善空氣品質。
除了食以外，人類的衣、住、行、育、樂各項民生活動中，水同樣也扮演著相當分量的角色。譬如，衣物製作過程的撚紗有賴水的潤抽，布料的漿染工作也會用到水；在住的方面，建築物的興建、生活中的飲、沐、沖、排都非有水不為功。近年來科技發達，高品質的科技產品，在其製程中更是需要大量的水。
水在各類型的生產上，需求量甚為可觀，在農畜漁牧方面的需水量幾占全部用水的77％，工業用水約占9％。可以說水的利用，以在生產方面的運用為大宗。
水的生活性
早期，人類在家居生活上，水的運用方式極為簡易：人們可以在水溝中淨身沐浴，溪邊溝旁洗滌衣物，井裡汲水飲食，如同前面提到的，在農業社會裡生活和生產性的水利用是一體的。社會繁榮富裕後，人類對水的質與量的要求提高了，生活性的水利用，在用水量的比率上躍居第二高位。更重要的是，這些用在生活上的水，必須確保對人體無害，且需優先供應。因此，在法規上明文規定，生活性的用水供應優先於其他各項用水。
現代人生活性的用水形態，包括殺菌煮沸的食飲用水，和洗滌盛具的生水，兩者合稱生活化用水（13％）、沐浴用水（34％）、洗滌用水（14％）、和衛生沖洗用水（39％）。在臺灣地區由於人口的增加，每人每天的用水量已由三百公升，提升至五百～七百公升。
食飲用的原水內含有各種礦物質、雜質、細菌，專責的水處理機構（自來水公司），把取得的原水以開渠輸送至淨水廠，經沈砂、沈澱、曝氣消毒、殺菌等程序，最後加壓送至各用戶。
理論上，若在各種條件與狀況都十分理想的情形下，上述食飲用水，加壓逕送至各用戶的水龍頭，是不經煮沸即可生飲的。但實際上，世界上大部分地區，由於輸水管受壓強度不足，高處用水得依賴先在低處儲水後，再抽送至高頂蓄水以供使用，這種供水使得自來水不適宜生飲。除了食飲用水外，生活性的其他沐浴、洗滌和衛生沖洗用水，一般也與食飲用水一併由自來水公司處理供用。
在實務上來說，家居生活的用水是可以分為上、中、下水的方式分別輸送和供用的。也就是說，自來水公司設有雙水供水系統，提供經嚴謹處理過的食飲用水，即所謂「上水」，和經回收處理無菌乾淨的「中水」，以供客戶沐浴、洗滌和衛生沖洗使用。為充分有效地使用水資源，水政單位其實可以在政策和法規上，推動自來水用戶回收洗滌衣物和沐浴餘水，經簡易地曝氣和過濾後，儲蓄於高處水塔供衛生沖洗使用。
生活性用水是人類營生不可欠缺的最重要用水，所以當枯水時期，各種其他標的用水，必須相互協調移用為生活性用水，因此在水源不足的地區，如何有效地用水是極為重要的。若能妥善地加以運用，生活上約有50％的水是可以回收處理後再加以利用的。
水的生態性
水的生態性對生物個體與生活環境都極為重要，動植物生命體中的80％是水，它不僅為生命體提供養分、空氣和輸送廢棄物，在植物體內利用水的光合作用，更是將大氣中的二氧化碳轉變為氧，是改善空氣品質的功臣，這正是一般人疏忽的農業與水之間的重要關聯性。
水在常溫下呈液態，密度在攝氏 4 度時最大，隨著溫度增高或降低密度開始降低，因此水凝結成固態的冰浮在水面上，這種特性使得水中生物在嚴冬中得以存活。在陽光的照射下，由於水的比熱比岩石、土壤大，氣化時又能吸收大量的熱能，因此而使日、夜和冬、夏的溫差不致太大。同時，由於水氣化上升至溫度較低的高處時，釋出熱量凝結成水滴而形成降雨，提供動植物生存活命之用。從這些微妙的生態現象看來，地球表面四分之三的水體，和綠色舖覆的植物體是我們生命和生存的依恃。因此，如何善待水，使它發揮其生態功能，是現代人的重要責任。
除了上述水的生態現象外，水的蒸發有類似蒸餾的分離純化功能，可淨化水質；水的下滲補充了地下水，使地層不致因地下水的抽取而下陷，同時經過層層的土壤過濾，使地表水還原為清澈的水體。高處的水體流至低處時，可利用其釋放的位能轉變為機械動能來產生電力供各種民生需求，這是無污染的生態性發電。善用水的浮力和流動性，不但水中動植物可以活命成長，作為人類食物的來源，更可以在水面上行舟，解決人和物品的運輸問題。
反之，當大地環境遭到破壞，綠色舖面被大量砍除，使得大地水分涵養的功能盡失，這時氣化水分減少，降雨也因此而減少，地表因水的蒸發逐漸使得鹽分升高，終致寸草不生形成沙漠化大地。若遇上颱風，帶來大量的降雨形成水災時，不但生命財產受到威脅，甚至，連賴以維生的土地，也會因泥沙沖蝕而流失。
水體使用後若未經適當處理而任意排放，不僅會使生活在水體中的生命體受到傷害產生病變，病變的生命體經食物鏈效應，直接或間接地使動植物枯萎、病變而死亡；有時更可能改變了動植物的基因，其影響是世世代代的。
從上述水的正、反面生態性看來，做為一個現代人，怎能不生態化地利用水資源？
如何三生化地利用水資源
由於水文循環的條件有其時間和地域性，因此，有枯旱期和缺水區、防汛期和洪水域，如何防旱、潦水害而展現水的正面利益，這是水利工程師的職責。正常情況下全球可用的水，其水質和水量是有限的，水的取用也須合乎成本效益。人口快速增加後，對水的直接和間接需求也日益升高，全世界每個人每年的分配水量是33,975噸，而在臺灣地區則僅有3,913噸，所以臺灣是屬貧水地區。古今中外，人類常為水的分配產生了各種爭議、爭執、械鬥，甚至戰爭。因此，如何有效率又合理地利用水資源，是政府、社會和全民必須正視的工作。
如前所述，水是三生性的資源，在量和質的限制下，水需要安心和永續地存在和使用，因此每一位生活在地球上的人，尤其是生活在水資源匱缺的臺灣地區，有義務好好地三生化利用水資源。
政府對經濟產業的投資必須有三生化的考量，譬如加入世界貿易組織後，用水量極大的農業水田必然會受影響而減耕。政府若因此取消或調整用水順序（水利法十八條規定用水順序依序為：民生用水、農業用水、工業用水、水力用水、水運用水）以便隨時移用，如將具生態性的水資源輕易地移用後，致使大地生態環境變異，勢必產生嚴重後果。這些年來人類恣意破壞環境，造成水文異常，無常的天候已嚴重地影響全球。因此有生態保護學會的成立，其宗旨即在防止人類生活的地球環境免於繼續惡化。
臺灣這些年來為求經濟繁榮而忽略了生態永續，雖賺足了外匯，但再也買不回當年生態環境的平衡。如若再不顧及水的生態性而恣意利用，臺灣將陷入萬劫不復的夢魘中，屆時我們不僅上對不起祖宗，下更不利於子孫。因此政府在政策上應儘速立法，約束那些打算移用水資源的單位，要求其必須在不減少水的生態性功能條件下才可移用。具體地說，產業可以租用或購買減耕農地的用水，讓原有水田的生態功能繼續發揮，將該筆農業可用的水資源，就地與農業部門交換該產業可用的清澈水資源。政府在這種水資源交換的過程中不但是仲裁者，更應扮演鼓勵者，甚至可在稅賦的減免上優惠該產業，因為它承擔了生態環境保護的投資，理應減輕其成本以提升其競爭力。
政府各項水利設施的興築投資，更應有三生化觀念。譬如設施取水後可利用農業部門的生態功能，將水淨化後提供生產和生活用途，而生產和生活用後的餘水，可以經過低成本的處理後，以提供非製程或非飲食的次級用途使用。修訂水利法、自來水法、建築法和都市計畫法等相關法規，使雙水道系統的設施有法令規範。
政府或民間為因應人口增加而興建的不少住宅社區，雖已有空地比及社區綠地的規定和規畫。若能更進一步在法令上訂定，社區必須設置與需用生活水等量的雨水儲水塘和抽、輸水系統，並規定蓄水須能為社區提供非飲用水的使用，漸次地建構前述上、中、下水道系統用水模式，從而減少社區的上水供應量。此外，這種設施也可以美化和生態化社區的生活環境。
在個人，每戶人家應確實遵守前述雙水道系統法令以分類用水。中水道系統的水源，在前述社區或自來水公司的中水道設施尚未設置前，各用戶可以在政府的獎助下，設置回收沐浴和洗滌衣服後的餘水，加以簡易曝氣與過濾後，再度使用於水質要求較低的衛生沖洗或地板洗刷。
總之，政府、團體及個人，在國土生態保護、公共利益的前題下，應推動規範三生化水利用的法令、設施和使用方式，使各標的的用水能朝分類分級的方向使用。政府和公司行號，應改變目前搶爭全年902億噸降水中的220億噸現用水量的思考模式，這種作法既不生態化利用水，又劣化國民的生活環境，而應該思考如何設法截留更多的雨水和再生利用回收水，以解決人口和工商增長後的需水壓力。
做功德
三生化–生產、生活、和生態化水利用，是對現代人和未來子孫一件相當重要的公益性社會行為。不論是個人、團體、或政府都應有三生化利用水的觀念和實施決心。
就個人而言：節用生活上的用水、低污染（沐浴和洗滌）的用水回收和再生使用（中水道系統的建置），既可降低生活用水量，又可減少污染水的質與量，達到生活上不缺水，以及生活空間環境永續利用的目的。
就公司團體而言：貫徹分級（製程和非製程）用水的輸水系統，既可減輕製程用的高品質水量，又可降低處理和輸送的投資成本。
在政府部門：除了應將正確的水資源特性和其利用方法，提供給各機構的政府官員和全民了解外，更應在相關的水資源法令規章上加速立法、修訂和執行工作。務使目前任其流失的80％逕流，能再回收一部分以減輕日益增加的水需求量和缺水壓力，同時減少在水資源利用上的爭議和爭執，以免造成社會的不安。
