藍色星球─珍惜水資源特展

本文收錄於臺大農業推廣通訊雙月刊79期

文/國立臺灣大學農業陳列館 李育才技正

由於全球氣候受溫室效應的改變,蓄積淡水的大量溼地乾涸消失,水資源管理不善等眾多因素,水資源危機已經成為二十一世紀人類面臨的最大威脅之一。根據聯合國於2006年「全球國際水域評估」(Global International Waters Assessment, GIWA)報告指出,因為人口快速增長、工商業發展、環境持續的消耗破壞,以及水污染等因素,使得全球可用水資源的供應受到限制。目前全球約有7億人的生活面臨缺水的窘境,而在2025年之前,預估此數字將逼近30億。近年來,人類的一些自身活動加劇水資源的供需失衡,除了人口大量增加,導致有限的水資源愈來愈短缺之外,再加上嚴重的用水浪費、森林遭砍伐破壞、人類製造的大量污染,以及不當管理水資源等等,均是造成水資源短缺的原因。如果人類仍然以現今的生活模式消耗水資源,不及早採取永續水資源措施,未來的人類將因嚴重缺乏淡水而面臨生存的威脅,同時,住在難以取得淡水或無法應付淡水需求地區的人類,將因搶水衝突日益增多,最終將引爆國際戰爭的火藥庫。

為使造訪臺大農業陳列館之社會大眾與校內外各級師生,對水資源能有更深一層的瞭解與認知,農業陳列館藉由圖文靜態展示、展品陳設及互動遊戲等展陳方式,並兼顧知識性、趣味性與體驗性,使每位參觀者於生動活潑的導覽解說後,使其能瞭解到目前臺灣水資源所面臨的困境,包括河川污染、地下水超抽與水庫優養化等問題,除危及自然生態平衡外,並影響到民眾的民生用水安全。期望社會大眾能在日常生活中培養節約用水觀念,增加現有水資源的使用程度與降低污染。此外,我們必須認清地球水資源是有限的事實,尤其臺灣更是相對缺水的國家,節約用水已是全體國人的當務之急,提醒我們不能再漠視水資源永續使用的議題。

圖一、開幕典禮由生物資源暨農學院副院長兼農業陳列館館長陳尊賢教授主持

有鑑於珍惜水資源相關議題之重要性與日俱增,農業陳列館於民國98年12月1日至99年6月30日,辦理「藍色星球─珍惜水資源特展」,並於98年12月14日下午3點舉行開幕儀式與茶會,當日開幕典禮由生物資源暨農學院副院長兼農業陳列館館長陳尊賢教授主持,受邀上臺致詞的校內外長官有生物資源暨農學院陳保基院長、中華民國自然生態保育協會李玲玲理事長、臺大健康科學與生活研究中心健康促進組的江文章組長、臺北縣深坑鄉農會許種春總幹事等人。出席的長官與貴賓尚有臺大醫學院學務分處錢宗良主任、醫學人文博物館的許瓊文小姐等。當日主辦單位並邀請玫瑰舞蹈團3位美麗的舞蹈老師,穿戴著象徵水分子的水藍色舞衣與披肩,蒞臨表演難得一見的肚皮舞。整個開幕儀式就在陳保基院長的擊發太空彩帶槍下圓滿落幕。

圖二、陳保基院長擊發太空彩帶槍後宣佈本特展正式揭開序幕

農業陳列館之「藍色星球─珍惜水資源特展」於一樓展示有五大主題區,此外於農業陳列館二樓亦展示有省水36計看板區、多媒體趣味水上遊戲區、藍色星球水資源奇幻之旅互動遊樂區。茲就「藍色星球─珍惜水資源特展」之內容簡述如下:

1. 地球之水:介紹全球水資源發展情勢

(1) 世界可用淡水資源有限
依據聯合國的統計資料,全球淡水資源的比例僅佔總水量的2.5%。在這極其有限的淡水資源中,有68.9%以上被凍結在南極和北極。再加上高山冰川和永凍積雪,全球約有87%的淡水資源難以利用。雖然地下水的蘊藏量可達全世界淡水量的30.8%,但是深度超過800公尺以下的地下水,在使用上仍然非常困難。人類真正能夠利用的淡水資源是江河湖泊和地下水中的一部分,約占地球總水量的0.3%,而且分佈不均,可見淡水資源彌足珍貴。

(2) 洪水、缺水、水污染—三大問題愈趨嚴重
世界水環境一再隨地球暖化之變遷而日趨惡劣,極端氣候事件發生漸頻,造成全球各地屢屢傳出水災及旱災災情,水資源的匱乏到2020年將有近50個國家遭受嚴重的水荒,預估到了2025年,將有十多個國家被迫要在鄰國掌控的河川汲水。另一方面由於工業的發達及人口增加與集中化,不僅造成地表河川的水污染情形日益嚴重,地下水及海洋的污染也是日益擴大,全球有將近10億人無法取得衛生的飲用水,污染的水源每年將造成150萬人次的死亡率,是未來水資源的另一大隱憂。

(3) 永續發展與生態保育的世界潮流
由於人口的成長及工業經濟的高度發達,人類對地球資源的消耗量已遠遠超出自然環境的生產量,使得全球環境持續惡化,有鑑於此,世界各國均積極推動各項永續發展計畫及保育世界珍貴生態資源,並匯聚成一股世界潮流,期使地球能變得更好。

(4) 積極發展新興水利產業
由於水資源愈趨珍貴,美國、歐洲、亞洲的日本、新加坡、香港等國家,均積極發展水的回收、再生利用、海水利用、雨水儲存利用等新興水資源的利用及其相關產業的發展。

2. 生命泉源:介紹水的重要性

陽光、空氣和水,是生命生存的三大要件。但其實只有水,才是所有生物維持生命不可或缺的物質,因為有些生存在洞穴或深海中的生物,終其一生都沒見過陽光,但仍然活得好好的;有些細菌如厭氧菌,並不需要氧氣;但是所有維持生命的重要生物化學過程,都必須有水才能完成。因此,水才是真正維持生命不可或缺的物質。人的體重約65%是水,會隨性別和年齡而有些差異。人如果有充足的飲水,即使沒有食物,生命還能維持2到3個星期;但是如果失去身上15%的水分,則會立即死亡。每人每天應該補充2,000 cc的水,才能維持我們身體的正常機能。

3. 臺灣之水:介紹臺灣水資源的環境情勢

雨水是臺灣水資源最主要的來源,每年臺灣大約有2,500公釐的雨量,換算成水量約為900多億噸。但扣除蒸發、流到海裡和滲入地下後,實際可供運用的只有135億噸的水量。可是臺灣每年的水需求量約為190億噸,如此,水資源供需失衡的問題是一年比一年嚴重。

臺灣的水資源供給可分地面水及地下水,其中地面水之供給一向位居大宗約占7成,而地下水之供給則占3成。地面水供給又以河川引水比例較高,其次為水庫供水。水資源需求包含農業用水、生活用水及工業用水,其中農業用水量為大宗約居7成,其次為生活用水約占2成,而工業用水約占1成。

各種用水中,民生用水與生活息息相關,其重要性人人皆知。臺灣民生用水安全性,最大問題在水源污染嚴重。西方經濟學者認為,人類經濟活動中,將污水整治成飲用水的花費,僅次於最昂貴的武器製造消費!儘管臺灣自來水普及率相當高,然而水質卻日益惡化,其肇因於臺灣水庫優養化與河川受污染的情況嚴重。自來水淨水廠,雖已將水中某些雜質或污染物過濾,然而來自水源處的污染物、有害物質,不是單單淨濾即能有效處理,有些有機物尚留存在自來水中,最好的方法是保持水源潔淨,此外在自來水輸送管中,其管路或用戶終端水塔也會滲入有害物質破壞水質。

4. 臺灣河川與水庫:介紹臺灣重要的河川與水庫

(1) 臺灣河川
臺灣四周環海,又無長江大河,大部分的水源均是雨季時的雨水沿中央山脈流至平地,再匯集成溪流,溪流的上游常建有水庫,以便供應民眾日常生活的飲用水。臺灣河川目前分為中央管河川24條水系、縣(市)管河川91條水系與其它河川3條水系,共計118條。由於任何河段中的河水都是來自它的集水區,所以河水究竟是乾淨的、還是骯髒的,跟它的集水區中各個地方的利用情況有很大的關係。例如集水區的山坡上如果種植蔬菜,並且經常施肥,那麼雨水降下來的時候,會把土壤中的肥料溶解,再隨著地表的流水進入河流當中,如此河水中就會含有肥料。又如集水區中如果有許多養豬戶把豬隻的排泄物直接排到溪流當中,那麼在這些養豬戶下游的河水就會受到污染。反過來說,如果集水區的山坡上遍植著森林,那麼絕大部分的雨水將會滲入土壤中,並且經過岩層的重重過濾,而變成乾淨的地下水,之後再流出地表,匯入河流,就會為河流提供乾淨的河水。

愈是位在上游的河段,它的集水區面積愈小,但是從這些小集水區所匯集的河水會往下流動,影響所有位於它下游的地區,所以愈位於河流上游的集水區影響的範圍愈大。但是位於河流上游的地區通常由於交通不便,管理不易,反而存在著一些可能導致河水污染的不當利用,例如,傾倒廢土和垃圾、飼養禽畜等,造成河流的嚴重污染。為了改善河川的品質,應該經常進行上游集水區土地利用的監測,以杜絕不當的土地使用方式。

圖三、位於農業陳列館一樓之「藍色星球─珍惜水資源特展」一景

(2) 臺灣水庫
臺灣由於地狹人稠,水庫功能除了作為公共給水、工業用水、防洪、灌溉等,部分水庫尚提供休憩功能。臺灣飲用水水源雖可取自河水和地下水等,但臺灣之民生用水約70%來自水庫,惟因地形陡峻、地質脆弱、雨量集中,自然崩塌之沖蝕力大,再加上過度的農林業濫墾、畜牧飼養及觀光休閒遊憩區開闢等,造成大量的泥沙與污染物排入水庫中。此等泥沙及污染物質的傳送,大多於暴雨期間隨直接逕流之方式而攜帶運移。集水區產生大量的泥沙與污染物,造成水庫的淤積、優養化。臺灣共有大小水庫及攔河堰80餘座,離島的澎湖縣及外島金門縣、連江縣亦有35座小型水庫,前三大蓄水量水庫依序為曾文、翡翠及石門水庫。

臺灣地區水庫優養化問題日益嚴重,肇因上游集水區過度開發,造成水土保持的破壞,連帶人類活動所產生的營養物也隨著這些土石泥流入水庫,造成水庫嚴重淤積及優養化等現象,進而污染水庫水質及水庫內的生態平衡,並影響到民眾的飲用水安全。

為求調配水資源於時空分配不均的現象,且隨著人口及工業用水的增加,對於水資源的需求將與日俱增,而伴隨著人民對環保及生態意識的提昇,興建水庫已無法被人民輕易接受。因此,如何將現有的水庫有效提升維護與管理,是現今水資源管理的重要議題。

5. 臺灣地下水:介紹臺灣地下水現況

廣義來說,凡是存在於地面下的水通稱為地下水。在學術上的定義則是指發生在地下飽和層的水,是供應井水與泉水的水源。全球的地下水總水量,約有840萬立方公里,可抽用的約有420萬立方公里,佔50%,是河川、湖泊、水庫等地面水量的33倍之多。如果能適當利用,可以解決全球愈來愈嚴重的水荒問題。地下水在乾旱時期更是重要,尤其近幾年臺灣地區受到全球氣候變遷影響,連續多月乾旱不下雨的情況經常發生,地下水往往在地面水不敷使用時,緊急抽用以彌補地面水量。在臺灣一年抽用的地下水量可高達約70億立方公尺左右,而水庫一年只能提供約30~40億立方公尺,因此把地下水當作一般水資源之使用量是相當大的。

地下水的流動、存蓄、抽取、補注等,是一門相當複雜的學問與技術,一般用水人在開井汲水之後,多忽略保育的重要性,以致在超量抽用地下水地區,造成地層下陷、海水入侵、土壤鹽化、水質變劣等問題。又農工業的高度發展及人口集中,各類廢水應運而生,水污染亦逐漸擴及於地下水。這些問題一旦發生,如欲改善補救,除耗資費時外,技術上的問題亦是困難重重。通常地下水較不易受到污染,且污染往往不易被察覺,如遭污染則是最難清除的,且影響範圍廣、時間也久遠。當人類使用過程中發現水質、水體顏色改變或是長期飲用導致身體不適時,才會驚覺污染已發生。

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