【專家觀點】極端天氣下的水資源競合
「極端天氣」正在改寫全球水情。
談到氣候變遷的影響,臺灣大學生物環境工程學系教授童慶斌指出,「氣候」指的是長期的統計特性,通常需要至少20年的資料觀察;但眼前面對的,是極端降雨、長時間不降雨等更加劇烈的天氣事件,因此,用「極端天氣」來描述,或許更為貼切。
全球暖化使地表接收並留存更多能量。「就像煮水時,火開得越大,水蒸發得越快。地球也是一樣,當更多能量留在地表與大氣系統中,水循環可能加快,天氣也更加極端。」
一端是短時間內大量降雨,可能帶來淹水與土石災害;另一端則是長時間缺乏降雨,讓水庫蓄水量下降、水情吃緊。同樣的水循環,卻可能同時帶來「水太多」與「水太少」的兩種極端。
當水情變得更加難以預測,水也就更加珍貴。農業、民生與工業之間,該如何分配有限的水資源?又該如何在極端天氣下,建立一套更有韌性的水資源系統?
農業用水,不能只看「用了多少」
童慶斌特別提醒,農業用水不能只用「用了多少水」來衡量。
「臺灣農業用水占整體用水相當大的比例,約65%,主要與水稻種植有關。這並不是臺灣獨有的現象,日本、韓國、越南、泰國等以水田種稻為主的國家,也都有類似情況。」
但問題是,農業「真正需要多少水」?童慶斌認為,這是未來農業水資源管理必須正視的課題。
過去農業灌溉多半依據長期經驗估算,例如按照作物種類與種植面積,推估每公頃所需水量,再將灌溉、輸水過程中的損失納入計算,作為整體供水依據。「這種經驗式的用水方式有一定合理性,但面對極端天氣,農業用水需要更加合理推估。」童慶斌指出。
「一塊農田的水,不只是農業問題;它可能同時涉及糧食、生態、氣候調節、地下水與流域水循環。」童慶斌提醒,評估農業用水時,也很容易忽略水在整個環境系統中創造的價值。
例如桃園埤塘,除了蓄水與灌溉功能,也形成獨特的水域環境。人們走在埤塘周邊,常能感受到較為涼爽的微氣候,其中一個原因就是水體蒸發過程會帶走熱量,具有降溫效果;從生態角度來看,水田與埤塘也能提供生物棲息空間。
水,不該只有「一次使用」
除了精準估算需求,也要提高水資源的循環利用率。
「這一點,工業已經走在前面。尤其半導體產業,對製程水與冷卻水的需求持續增加。台積電的水平均可以重複使用3.5次,大幅減輕臺灣枯水期的供水壓力。」
當產業持續提高水循環再利用效率,農業與民生同樣還有提升空間。
童慶斌指出,農業灌溉水經過農田後,會進入排水系統,下游的水仍可能具有再利用價值。不過,水流經土壤後,水質也可能隨之改變,例如含有較高的鹽分或其他物質,因此能否再利用,仍須視水質條件進一步評估。
民生用水則可從雨水回收、家庭雜排水再利用等方向著手。「國外有些建築會將處理後的家庭污水作為雜用水,或回收雨水,建立灰水系統 。臺灣未來也可以在適當場域增加這類水循環系統。」
「灰水」,指的是洗過東西、但不含排泄物的廢水,如洗手台的水、洗澡水、洗衣機排出的水等;馬桶排出的水叫做「黑水」,指含有排泄物、病菌或嚴重污染的廢水;「再生水」又稱「黑金水」或「中水」,指都市污水經過工廠高度處理、消毒後,可以再次使用的乾淨水。
而水循環的下一步,不只是單一產業內部的回收再利用,也可以跨越農業、民生與工業之間,建立更大的循環。
童慶斌認為:「不同部門之間也可以形成新的合作關係,思考如何讓水在不同使用者之間循環,讓同一滴水發揮最大的價值。」
從精準估算需求,到提高回收再利用率,再進一步讓不同用水部門彼此串聯,水資源管理的思維,也將從「增加供水」逐漸走向「讓有限的水發揮更大的效益」。
乾旱時,誰該優先用水?
臺灣目前水資源調度仍以民生基本用水優先。乾旱時期,政府也會透過農業灌溉調度等方式,調整用水配置,以支應民生與產業需求。
童慶斌認為,面對極端天氣日益頻繁,水資源分配不能總是在缺水發生後才臨時決定誰少用一點、誰多用一點?「真正需要思考的是,如何建立公平的分配與補償機制。」
例如,當企業為維持生產,願意投入更高成本取得替代水源,這些額外成本如何透過合理的經濟機制,回饋到水資源管理與環境維護?他指出,「不是把乾旱的成本單方面轉嫁給農業,應讓水資源使用的成本與風險,更公平地被分攤。」
因此,制度應該走在缺水之前。平時就由政府、農民與企業建立合作機制,預先釐清缺水時的調度原則、責任與補償方式。如此一來,當乾旱真正發生時,各方就不必臨時爭論「誰該少用水」,而是依照事先建立的規則,共同面對水資源短缺。
企業參與水治理,也是保護自己的水源
童慶斌鼓勵企業參與水資源治理,不只是因為企業有能力投入資金,更重要的是,企業本身也是水風險的承受者。
他表示,「讓企業在水資源治理中的角色,從用水者逐漸轉變為協作者,建立一套事前規劃、科學且透明的機制十分必要。」
企業可以與政府、農業部門合作,從改善灌溉設施、降低輸水損失做起,進一步導入AI與感測技術,讓農業灌溉更加精準。
過去農民可能抱持「多澆一點比較安心」的經驗式灌溉;若能透過科技掌握土壤、氣象與作物實際需求,轉向精準灌溉,就有機會在不影響作物生長的前提下,減少不必要的用水。
此外,童慶斌也建議,企業與政府可以進一步思考「混合金融」,讓公部門與民間資源共同投入水資源改善。無論是水源涵養、農業灌溉設施,或流域環境改善,都可以成為公私協力的場域。
「企業參與改善水源涵養、農業灌溉或流域環境,不只是做好事,也是降低自身未來缺水風險,這是一種風險管理。」
從「誰的水」到「共同的水」
一條河從上游往下游流,穿過森林、農田、城市與工業區,最後匯入海洋。上游的土地利用、森林涵養與農業灌溉,都可能牽動下游的水資源。
童慶斌認為,水資源治理不能只看單一區域或單一部門,而應以「流域」為尺度,把農業、工業、民生、森林、水土保持與生態放在同一張圖上思考。中央與地方、政府與企業、農業與產業也需要共同參與,逐步建立跨部門的合作機制,讓水資源系統具備面對變動的韌性。
什麼是韌性?童慶斌用一個簡單的概念來說明:「一個人受到疾病影響後,多久可以恢復健康,可以反映其恢復力;水資源系統也是如此。缺水之後,多久可以恢復正常?恢復時間越短,代表韌性越高。」
有沒有韌性,關鍵在於「恢復力」;要降低缺水風險,「備援」十分重要。
童慶斌把水庫比喻為水資源系統的銀行存款:平常水源充足時,把一部分水儲存起來;當自然水源不足,再把儲存的水取出。但如果水庫的存量也不足,就必須仰賴地下水、再生水,以及其他區域性的備援水源。
因此,評估一個水資源系統是否具備韌性,不能只問「現在有多少水」,還要問:「備援在哪裡?有多少?可以支撐多久?」
而這樣的韌性,不能只靠政府建立。企業可以發展儲水與再生水系統,社區可以建立雨水貯留與防災機制,家庭也能具備基本的用水備援。每個環節多做一點準備,整體系統就多一分承受風險的能力。
童慶斌指出,面對氣候變遷,不能期待政府把所有風險都擋在外面,更重要的是重新思考政府、企業、社區與個人各自能做什麼。水,也不應被切割成「誰的水」,而應被看成一個彼此連結的流域系統。
這意味著,未來的水資源治理,需要建立一套「事前看得見、事中調得動、事後恢復快」的制度。而在這套系統裡,農業、產業、城市與自然不必然是競爭關係,而可以成為共同維持水循環與水安全的夥伴。