【污水下水道系列專題之五】打造韌性城市,AI成為水資源的治理利器

台灣公共污水下水道建設起步晚,普及率落後日、韓、新加坡等國,專家呼籲加速建設並強化維護,才能應對氣候變遷與缺水挑戰。 記者蔡宗儒/攝影
台灣公共污水下水道建設起步晚,普及率落後日、韓、新加坡等國,專家呼籲加速建設並強化維護,才能應對氣候變遷與缺水挑戰。 記者蔡宗儒/攝影

「沒有下水道的地方,不把女兒嫁過去。」這句話是日本早期鼓勵民眾接管的口號,道出下水道對生活品質的根本影響。

「與日本、韓國、新加坡等國家相比,台灣起步晚、制度與財務結構仍有差距。」台灣水環境再生協會名譽理事長歐陽嶠暉舉例,日本隨著污水下水道普及率提升、人口老化、稅收減少,轉而採更經濟化、快速建設的方式,台灣亦應思考如何加速進程。

更值得一提的是日本在用戶接管方面的嚴格要求。「日本是做到百分之百的雨污分離、化糞池填除,接管才算完工。」歐陽嶠暉說,這種標準讓每戶家庭的污水確實被導入系統內處理,避免造成「形式接管、實際未治」的窘境。

歐陽嶠暉建議,中央政府應持續主導推動至少三至四期的六年專案建設,並強化地方政府維運能力。他強調:「水管埋下去,要用五十年或甚至更久的時間,不能做了就放著不管。」他呼籲政府應有長遠規劃與持續投入,不僅要建設,也要把維護做好。

「台灣要走完這條路,恐怕還要二、三十年,但如果能結合日本的經驗,加快效率、提升制度彈性與執行力,我們可以少繞些遠路。」

在氣候變遷與缺水壓力日益加劇的背景下,污水處理與水資源再生不再只是環保議題,而是科技應用的新前線。

臺北市衛工處在民生廠建置臺北市污水下水道系統智慧管理中心,整合河川水情資訊與監控各廠站即時運轉狀態,透過大數據智慧管理,提升管理效能及強化應變能力,以推動智慧城市與永續治理。
 圖片來源/臺北市衛工處提供
臺北市衛工處在民生廠建置臺北市污水下水道系統智慧管理中心,整合河川水情資訊與監控各廠站即時運轉狀態,透過大數據智慧管理,提升管理效能及強化應變能力,以推動智慧城市與永續治理。 圖片來源/臺北市衛工處提供

中央大學環境工程研究所教授莊順興直言,隨著再生水技術的提升,節能與減碳成為關鍵挑戰。他表示,再生水處理要耗費大量電力來達到純淨標準,尤其是供應半導體與精密工業所需的水質,透過AI與智慧管理技術,可以發揮重要作用。

例如AI應用可以協助監控處理流程、優化能源使用效率,進一步降低碳排放。

莊順興也提及國際上的再生水智慧應用發展,例如美國加州將再生水注入地下,防止海水入侵並作為自來水水源,或新加坡將再生水注入湖泊,再作為飲用水處理來源。「這些應用都是根據當地需求發展出來的科技治理模式,台灣也可以借鏡,發展自己的智慧系統。」

新北市水利局使用擴增實境(AR)技術,工程人員只要透過手機或平板,即可即時疊加顯示地下管線位置。 記者蔡宗儒/攝影
新北市水利局使用擴增實境(AR)技術,工程人員只要透過手機或平板,即可即時疊加顯示地下管線位置。 記者蔡宗儒/攝影

管理制度的數位化是另一重要趨勢。「在國外,房屋交易時會附上管線圖,要確認污水管線是否正常,但台灣就沒有這一環,很多住宅改建後,排放系統根本無從掌握。」莊順興建議,未來應建置更完善的污水管線資訊系統,促使管理透明化、數據化,也利於AI監控與政策制定。

台灣大學環境工程學研究所教授侯嘉洪也提到AI與科技對水資源管理的潛力,但他坦言目前仍處於初步階段。他表示:「AI仰賴資料蒐集,但這需要大量的感測器與建置費用。」目前雲端平台、感測器布局等仍在建設中,許多縣市正嘗試導入,但尚未出現具體成果。

侯嘉洪指出,目前國土署推動的「Water 4.0」試辦計畫,即是具前瞻性的政策起點,透過雲端平台整合全國污水廠的水量、水質與能耗等資料,為智慧化管理建立初步基礎。

「不過,未來仍需進一步發展具預測分析能力與模擬回饋機制的系統架構,例如導入AI演算、智慧感測器、GIS整合平台與數位孿生模型,以即時掌握操作狀態、進行異常預警與模擬應變,提升操作效率與風險韌性。」侯嘉洪說。

除了擴增實境(AR)技術之外,新北市水利局率先將混合實境(MR)技術導入污水管線管理,工程人員戴上裝置即可透視地下管線與人孔,大幅提升巡檢與維護效率。
 記者蔡宗儒/攝影
除了擴增實境(AR)技術之外,新北市水利局率先將混合實境(MR)技術導入污水管線管理,工程人員戴上裝置即可透視地下管線與人孔,大幅提升巡檢與維護效率。 記者蔡宗儒/攝影

作為全台人口最多的城市,新北市積極引進智慧科技以提升管理效率,其中最具代表性的是混合實境(MR)技術的應用。新北市水利局副局長林炎昌自豪地說:「我們是全國第一個把MR技術導入污水管線管理的城市。」

這項技術讓現場人員戴上頭戴裝置後,即可透過3D投影看到馬路下方的管線與人孔位置,大幅提高維修與巡檢效率,已初步應用在新北市抽水站與管線維護作業中。

桃園楊梅稻作區利用農業灌溉再生水,並與清華大學合作導入AI與感測器監測農作物生長,有助推估斷水時機、掌握施肥需求等。 記者蔡宗儒/攝影
桃園楊梅稻作區利用農業灌溉再生水,並與清華大學合作導入AI與感測器監測農作物生長,有助推估斷水時機、掌握施肥需求等。 記者蔡宗儒/攝影

桃園市也積極導入智慧科技,促進水資源循環效率。桃園市水務局副局長李金靖以楊梅稻作區為例,主要與清華大學教授、也是南臺科技大學校長黃能富博士合作,以AI與感測器監測稻作生長狀況,推估斷水時機、掌握施肥需求等。

要讓再生水供應穩定且品質達標,科技的導入不可或缺。台南市目前在永康再生水廠導入AI與感測器系統,在污水進入處理廠前即進行即時監測與預警。

「我們在進水端裝設感測器,收集數據後用AI分析,只要發現水質異常,就會啟動預警系統,必要時拒絕進水,或啟用備援處理機制。」台南市水利局主任秘書黃信銓說,這樣的智慧水務系統可以有效防範突發污染事件,確保再生水的穩定品質,也為後端使用者建立信心。

該系統目前與智慧發展中心合作進行資料訓練與優化,未來可望擴大應用於更多污水處理廠,朝向全市智慧水資源管理邁進。

侯嘉洪強調,唯有從技術創新、資料治理到制度設計三者共同推動,才能實現「由污水治理邁向水資源循環」的目標,進一步打造兼具永續性與系統韌性的未來城市,落實「預防重於補救」的核心治理理念。

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