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三生化水資源利用

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。
 
 
 
「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。
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