2013-10-24 09:00:00 | 人氣(150) | 回應(0) | 上一篇 | 下一篇

聰明節水與造水

推薦 0 收藏 0 轉貼0 訂閱站台

 

    

             聰明節水與造水.jpg




          
聰明節水與造水

 

  文章來源

《科學人》雜誌2008年第799月號,響應地球日《科學人》電子雜誌「對抗缺水危機」

 

台灣降雨量豐沛,卻仍面臨缺水的窘境,如何使每一滴水發揮最大效能?考驗每個用水者的科學智慧。


在台灣,每逢梅雨和颱風季節,都會帶來豐沛雨量,不時釀成災禍,而平均年雨量高達2500毫米,更是世界平均值的2.5倍,這個看似水資源不虞匱乏的小島,實際上每人每年分配到的有效水資源只有1700立方公尺,名列全球第18個缺水國家。


地理和氣候是造成缺水的主因,由於台灣多山、河川坡陡水急,降下的雨水很快就奔流入海,每年大約900億立方公尺的降雨,其中500億立方公尺最後都進了太平洋和台灣海峽,只留少部份可以利用;此外,降雨時間與空間分佈極為不平均,有78%的降雨集中在5~10月,颱風和豪雨在短時間內帶來豐沛的雨量,宣洩不及便釀成水災,而在接下來的六個月枯水期,豐枯逕流量差異甚大的中、南部地區,則經常面臨缺水問題(豐水期和枯水期逕流量的比例,北部為六比四,中部和東部約為八比二,南部則高達九比一)。


社會與經濟的發展使人口不斷增加、產業持續引入,需水量勢必增加,則是缺水的另一個原因。經濟部水利署以1996年為推估基準、配合不同的發展情形預估,至2021年,台灣地區的用水需求最高可達188億立方公尺(見左下方〈台灣未來用水需求預估〉);而農業用水量是最大宗,和全世界其他國家一樣,在2006年的總用水量174億立方公尺中,農業用水就佔了將近71%,其他則為生活用水約佔21%,工業用水則佔9%。這些水源有70%取自地面水,30%取自地下水。


地面水主要來自大型蓄水設施,在台灣山多水短的地形環境下,每一條重要河川上幾乎都有蓄水庫的興建,再加上大大小小的攔河堰與河川圳,這個蕞爾小島上就有109座水庫壩堰,供應各種用水與發電所需。但台灣地質脆弱,大雨沖刷讓水庫淤積嚴重,水庫壽命逐年遞減,水利署每年的清淤量總計在400萬立方公尺以上,加上興建水庫對生態環境有一定的衝擊,每次興建水庫總是引發許多抗爭。


地下水則是台灣另一個主要水源,每年雨水對地下水的天然補注量約為40億立方公尺,但我們每年取自地下的水量約為55億立方公尺,過度抽取地下水,造成許多地區地層下陷,引發海水倒灌、土壤鹽化和淹水等問題,彰化、雲林、嘉義地區特別嚴重。


顯然,尋找新的「開源節流」技術已經刻不容緩。


節省灌溉用水


在農業用水中,又以灌溉用水佔最大宗,2006年的灌溉用水量高達105.49億立方公尺,水源主要取自水庫和河川圳,如果能夠節約灌溉用水量,在缺水期間,就足以供應民生或工業用水。


台灣的耕地面積約有86萬公頃,其中水田約46萬公頃,旱田有40萬公頃。種植水田必須先把田地灌滿水,能節省的用水有限,旱田則有較多的節水灌溉改良。傳統的旱田灌溉方式,大多是在田間挖田溝,引入渠道的水,這種灌溉方式首先必須先讓水淹漫田間,再以人工灌溉,水很容易從田間滲漏、造成浪費。農委會自1983年就開始結合各地方農田水利會改良旱作末端管路,以穿孔管或噴頭式灌溉設施取代田溝,直接把水送到目標地點,不僅省水、省人力、省時間,施灌的水量也較精準,提升作物的產量與品質,相較於田溝灌溉,可以節省一半的用水量。


而地中海國家普遍使用的滴水灌溉系統,在台灣大多使用在精緻觀光農業的高價值農產品,例如番茄、甜椒等,但因為滴灌設備價格較昂貴,使用並不普遍,農委會農田水利處技正何逸峰說,在以色列,一套滴灌設備可以用10多年,但是在台灣,實在禁不起颱風的摧殘。


儲集雨水灌溉也能有效節約農業用水,偏遠地區的農民大約在10年前開始使用雨水做為替代水源,在山坡與丘陵地農田的上游設置大型雨水儲槽,經過沉澱和過濾,做為灌溉輔助水源,至今全台灣已有3773個大型雨水儲槽,平均一年可以儲集514萬立方公尺的雨水,逼近寶山水庫535萬立方公尺的蓄水量。


為了確實管理農業用水量,農田水利會與農業水庫管理單位在主要水文觀測站設置自動測報系統,利用電子儀器測量水量進出,再回報到主系統進行監測與統計後,可清楚掌握實際用水量,剩餘則可調度給民生或工業用水。例如卑南上圳進水口施設自動觀測站後,透過系統精準的水閘門操控,可避免無謂的水源浪費,每年約節省3153萬立方公尺的水量。


動物園和晶圓廠如何省水?


利用雨水取代自來水,不僅在農田灌溉中取得不錯成效,也為台北市立木柵動物園每年省下300萬元以上的水費。動物園的水費每年曾經高達1000萬元,包括動物水池、欄舍清洗與飲用水、環境清掃,加上員工與遊客用水,每年要耗用120~150萬立方公尺的水。為了減少用量,園方利用木柵山區的地利之便,在山坡上築引水道蒐集雨水,流經過濾器去除枝葉泥沙,最後到達蓄水槽,可以用於動物水池、欄舍清洗、植栽澆灌、馬桶沖廁等。


中水回收再利用也為動物園省下不少水,中水指的是輕度使用但處理後仍可做為次級利用的水。國王企鵝水池的維生系統用水,都是自來水經過粗濾、細濾、臭氧殺菌,呈密閉式循環,一個月才需換水一次,而每次換下130立方公尺的水其實還相當乾淨,動物園因此設計引流道,把企鵝的池水供應給次級用水區,例如鳥園的大水池、花圃澆灌和小河道補給水,以及野馬和棕熊的欄舍清洗等用途。


利用地勢的高低位差,動物園也設計出讓自來水逐級利用的方式,以相連水道連接不同動物水池,讓高水池的水溢流入低水池做為補充,例如熱帶雨林區的綠頭鴨池水,溢流到赤頸鶴的水池,每月可省下300立方公尺的水,食蟹的棲地水溢流給下游的豬尾獼猴水池,每月也可省下200立方公尺的用水。工業用水戶也可以利用中水回收省下大量用水,例如台積電從2002年開始調整各廠設備的製程用水量,並改善廢水回收系統,至2007年全公司總平均製程用水回收率達80%,省下1373萬立方公尺的自來水用量,約為2.5座供應竹科園區的寶山水庫容量。

撰文╱鄭靜琪

OK Yes


【以上內容摘自《科學人》雜誌2008年第799月號,響應地球日《科學人》電子雜誌「對抗缺水危機」免費送給您


 

台長: 休閒農地精緻化
人氣(150) | 回應(0)| 推薦 (0)| 收藏 (0)| 轉寄
全站分類: 健康樂活(醫學、養生、減重) | 個人分類: 環保綠地夢 |
此分類下一篇:◎綠屋頂◎幫高樓戴「草帽」
此分類上一篇:關於台灣綠建築

是 (若未登入"個人新聞台帳號"則看不到回覆唷!)
* 請輸入識別碼:
(有*為必填)
TOP
詳全文