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乾旱專題報導（五）：科技如何解決水資源問題

104/06/16 6016

吳孟青｜國立清華大學歷史研究所STS組

王御風｜國立高雄海洋科技大學基礎教育中心

水關乎人類生存，水資源短缺的問題不僅影響國計民生，也牽動國際關係，各國目前紛紛投入資源，謀求增加水資源之良方。臺灣雖然年平均雨量高達2500公釐左右，但因降雨季節集中在5-10月的豐水期，須有相關科技來調適枯水期之水資源需求。近一世紀來，臺灣出現各種解決水資源問題的科技運作，例如水庫、人工增雨及諸類中小型水資源系統的開發，以下就此三項分述之。另加介紹自來水管的漏水率與汰換，討論水資源之管理與維護問題。

水庫

1950年代起，工業用水需求大增，興築水庫成為解決水資源問題的主要途徑，臺灣現行運作之主要水庫都是在這之後興建，但是近年來水庫蓄水供水功能也逐漸出現問題，主要在於強降雨發生次數增加，引發明顯土石流失，造成水庫淤積量增加，其中以石門水庫、曾文水庫、南化水庫之淤積比率較高，目前均在30%以上。每年政府都投入大量資源進行開挖清淤，但成效仍緩不濟急，未能充分解決淤積之問題。

為避免泥砂淤積池底，水庫防淤工程亦陸續展開，除了攔砂壩之外，上述三個水庫著手築起防淤隧道，據經濟部水利署資料顯示：石門水庫第一階段防淤隧道工程預計於2021年完工；曾文水庫防淤隧道預計於2016年9月完工；南化水庫防淤隧道預計2018年2月完工。築成後，將在汛期渾水進入水庫時，即啟動排砂，盡可能減少淤積泥砂量。待三項工程完成之後，未來防淤成效當有所改進，可延續水庫之使用壽命。

人工增雨

每逢缺水時期，人工增雨(俗稱人造雨)的計畫也是國內現行採取的因應措施。現行人工增雨方式分為空中施作與地面施作，空中施作的方式為以飛機到高空噴灑乾冰、碘化銀於雲中；地面施作則是在迎風面燃燒焰劑使其飄到雲中。例如2015年2月中旬，冷鋒面通過臺灣北部，氣象局與國防部即啟動人工增雨計畫，每兩小時監測是否具備人工增雨工作的條件，飛機待命隨時起飛執行。然而需要人工增雨的時期，即因偏乾而使大氣水氣含量不足，難以獲得大規模之雲層來造雨，故其所顯現之降雨量通常並不顯著。近年來國內持續進行人工增雨相關研究，如台灣大學大氣資源與災害研究中心的「人工增雨技術精進研發計畫」，嘗試藉由集水區氣候與地理條件改善飛機種雲方式、研發更有效的暖雲焰劑等途徑，期能在乾旱時期為台灣多爭取一些水資源。

中小型水資源系統的開發

運用化整為零之概念，開發家庭或社區型之中小型水資源系統也是調控水資源的策略，例如雨水貯留再利用系統、回收水利用系統、及省水器材的使用，均能有效增加水資源，但目前這些系統之普及度仍待積極推廣。金門、馬祖、澎湖等外島則是以興建海水淡化廠方式因應軍民用水需求，但海水淡化廠一直存在著造廠與製水成本過高的問題，通常是為特定目的而建置為，例如中鋼公司的南星海淡廠、台電公司的大林海淡廠與興達港海淡廠，就民生用水需求而言，因水價偏低，致使海淡廠仍無法作為全面性解決水資源問題的方案。

自來水管理

水資源問題除開源之外，節流亦重要。臺灣自來水的高漏水率是存在已久的問題，據經建會2013年資料顯示，臺灣自來水管漏水率達20%。過去臺灣的自來水管線多採用預力混凝土管、鑄鐵管及塑膠管，歷經20-30年的使用期，面臨管線龜裂、破漏、生鏽之情況，成為高漏水率的主因，也因此臺灣自來水公司於2013年至2022年執行「降低漏水率計畫」，進行自來水網的改善，使用球狀石墨延性鑄鐵管、不鏽鋼管等耐用的材質進行管線汰換，預期完成之後可降低5.3%漏水率，當可為台灣省下可觀之水資源。

上述運用科技解決水資源問題的方式，仍有繼續努力與改進空間。面臨水資源問題的國家所在多有，水科技的研發亦是不遺餘力，例如以色列高再用率的污水循環系統、先進的海水淡化技術、節水的農業滴灌技術，以及新加坡的新生水等技術，都是值得我們借鏡的水科技。（本文由科技部補助｢海洋與環境變遷｣執行團隊撰稿）

責任編輯：蔣忠益｜國立高雄海洋科技大學基礎教育中心
審校：游保杉｜國立成功大學工學院

科發月刊(5210)

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