臺灣水環境

臺灣水環境介紹、水環境目前現況以及氣候變遷下的災害與衝擊。

臺灣水環境(一) 先天不良,後天失調

水資源有多稀少?

地球上的水分佈於各個角落,包括:海洋、冰河、河川、湖泊、地底岩層以及大氣之中;各個處所的水依循著水文循環系統運作,使水資源得以生生不息。由表一所示之地球水資源的分派比例可知,人類可直接使用之淡水資源如河川、湖泊與地下水等,僅佔全球水量的0.8%,故全球可利用之淡水資源相當珍貴且稀少。人類不斷開發利用與對自然水文循環環境的干擾,更使水的問題由區域議題轉為全球性的議題。

先天,內憂常在

臺灣的氣候條件很特別,雖然雨水豐沛,但是降雨的時間很不平均。以臺灣整體來說,豐水期(5~10月)的降雨量占了七成,而在臺灣南部地區甚至達到九成。臺灣的地文條件也很特別,陡峭地形使得河水湍急,快速奔流入海,停留在陸地的時間很短,水資源利用與管理的難度很高。因此,雖然臺灣的降雨量高達世界平均值的2.6倍,但每個人卻分配不到五分之一,成為世界排名第十九名的缺水國家。對台灣地區而言,水資源彌足珍貴。水資源的分派因此成為影響台灣整體發展的因子中最重要的一環。近年來,在持續的都市化與工業化的發展下,台灣地區之用水結構與需水量隨著產業結構之變遷有所變化,因而引發水源缺乏之問題,使得水資源不但成為在區域發展之環境限制因子中最為重要的一項,亦是地區永續發展中的決定機制。

後天,外患不斷

而臺灣的地理位置又位於梅雨鋒面帶與西太平洋颱風路徑上,常有颱風豪雨發生, 颱風帶來的豪大雨往往造成河川的洪水與土石流危害、低氣壓造成的大浪也嚴重影響到沿海地區的安全。近年來大型災害所造成的水土破壞,大量的土石崩塌所造成的淤積更使得水庫容量大為降低。台灣在總降雨量之被利用的 21%的用水量中,除了河川引水(56%)及地下水(20%)之外,有 24%的水資源主要是靠水庫所提供,但是,由於先天地形上的山高水急,以及近年來多次強降雨形態所造成的大量崩塌及土石流,使得台灣水庫的淤積益形嚴重,各主要水庫的蓄水容量及功能日漸減少,因此更增加了台灣缺水的風險。

根據水利署民國 92 至 101 年來台灣主要水庫泥沙淤積統計,國內水庫大都呈現淤積嚴重的現象。其中以霧社 56.0%、谷關 59.1%、烏山頭 49.3%三個水庫的泥沙淤積最為嚴重。北部重要的石門水庫亦達 30.9%,南部曾文水庫亦有 22.2%的淤積比率。水庫清淤是一個浩大的工程,以 98 年的莫拉克風災為例,從上游 沖刷下來的土石,讓台南市的曾文與南化等兩大水庫的淤積量合計多達 1 億 1000 萬立方米,水利單位經過約一年半的時間,也只能清除約165 萬立方米,完成率僅 1.5%。因此台灣在先天地理條件及氣候變遷 的因素下如何減緩水庫淤積的問題的確是我們必須面對的重要議題。

由於現代工商業迅速發展及都市不斷擴張,造成各河川水體承受許多環境污染物,除了影響水中生態並會影響水體用途。水質資源問題除了量的問題之外,河川上下游水的品質也是必須被關注的議題。

此外,自來水管線及農水漏水率偏高,更是使得我們猶如面對大量的金流,卻又遭逢「口袋越來越淺,同時還有漏洞」的窘境。以2010年為例,全台用水約三十九億噸,漏水率約百分之二十點五,一年漏掉約八億噸用水,相當於全台兩千三百萬人兩個月又十六天的用水量,每年全台光是漏水就漏掉 3.6 座石門水庫,足見問題的嚴重性。

臺灣猶如一個水資源的過路財神,雖然降雨豐沛,但是可用之水資源卻相對缺乏。原因除了山高水急的地理特性之外,季節分布不均、山區與平地分布不均、南北分布不均等特殊現象,使得我們水資源的取得在先天上就具有複雜與不確定性的風險。而在人為建設與設施方面,水庫的大量淤積、有效水資源的下降、河川的汙染現象、自來水的管線滲漏、農水圳路渠道的損失等問題更是使我們猶如雖然面對金流,但是卻又必須同時面對「口袋變小並且還有漏洞」的問題。

近年來則以日趨明顯的氣候變遷因素,使我們必須在降雨之豐枯及強度都越趨於極端的型態之下面對更嚴峻的水資源挑戰。因此,不論是水資源有效的開發或是節流都是國內重要的議題。

參考資料
1.台灣是水資源的過路財神, 賴允政. 國家實驗研究院科技政策研究與資訊中心.
2. 無形殺手 大旱來了, 天下雜誌, 20150317.

臺灣水環境(二) 氣候變遷遠慮

氣候變遷這名詞想必大家已耳熟能詳,而IPCC(政府間氣候變化專門委員會)報告確認人類活動與全球暖化之間的因果關係,最近一期的第五次評估報告更強調:氣候變遷已經是進行式,人類活動極有可能是造成 20 世紀中葉以來暖化現象的最主要因素。

氣候危機升溫中

我們的地球越來越熱。美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)說,有4份獨立數據組合表明,去年是有現代氣象記錄數據以來135年中最炎熱的一年。而臺灣也不例外。2015年六月還沒過完,台北市超過35℃的高溫天數已追平歷史紀錄(13天)。以台北測站為例,分析過去百年溫度變化,全球百年來平均升溫0.74℃,但台北已上升1.4℃,台灣百年來均溫則上升約0.8℃,「台灣整體平均與世界平均差不多,但局部差異大。」

降雨日數越來越少啦!

氣候變遷是全球性的影響,沒有任何地區可免除波及影響;而在臺灣我們也觀測到了氣候正在變遷的證據。臺灣的總降雨日數正以每10年減少4天的速度進行中,其中小雨(不超過1.0mm)日數為10年減少2天、恆春近30年觀測到的數據則是10年減少了10天之多!

海平面越來越高了..

而IPCC在2007年所預測的全球21世紀末海平面上升數據為最多升高60公分,到了2013年將數據上修為最多升高82公分。而在臺灣,觀測數字也告訴我們正在發生的事實:從1954年以來,臺灣沿海地區的海平面高度正以每年上升1.95公釐~9.66公釐不等的速度上升中。

大雨急急下!

此外,強降雨發生頻率與降雨強度都有增加趨勢。我們看到從1980年以來的強降雨日數正在攀升中,以日雨量多於200mm的天數來說,從1980~1989年平均1年2.1天,上升到2000年-2009年的平均1年5.7天。而近年臺灣重大颱風洪水災害的嚴重程度與極端降雨的增加有關。

天災恐怕越來越多

氣候變遷可能加劇了降雨的形態。TCCIP(台灣氣候變遷推估與資訊平台計畫)依據 IPCC第四次評估報告進行分析,研究結果顯示台灣未來枯水期間的平均月降雨比率約為減少3~4%;而豐水期全臺降雨比率則有3.6~5.8%的增加。若比較臺灣南、北區域降雨變化率的空間分佈可知,相對於北部地區,枯水期間南部雨量將更為減少,豐水期則是東南部雨量增加的較多。故未來在南部地區的枯水期更枯,豐水期則是更豐。在氣候變遷下,臺灣地區降雨無論時間或地點,都會更為不均,將會導致更多的洪災、旱災。總而言之,台灣極端氣候與降雨的現象與IPCC 第四次評估報告指出的地球昇溫風險極為一致。

更嚴峻的挑戰即將來臨

IPCC指出,在氣候暖化影響下,未來發生如熱浪、豪大雨、乾旱、颱風強度增加、海平面升高等極端事件的機率高達66%~90%,再加上全球經濟發展與人口成長趨勢,未來災害的次數、受影響人口與災害損失將會大幅增加。聚焦在水環境議題上,臺灣將會面臨海岸侵蝕加劇、洪災頻率增加、土砂災害加劇以及乾旱風險增高的四個嚴重議題。

參考資料
1. 氣候變遷下的水資源管理與永續台灣, 經濟部水利署, 2015.

臺灣水環境(三) 更多的天災

氣候變遷導致極端氣候越來越頻繁,各國面臨嚴峻考驗,近年來由於氣候異常,極端災變天氣發生的頻率增加。2008年緬甸風災、2009年莫拉克風災、2010年巴基斯坦水患以及2011年的澳洲百年洪水,這些災害規模和型態都超出了該國的歷史災害經驗,也帶來巨大損失。聯合國減災辦公室(UNISDR)資料顯示,過去十年來,全球有70萬人死於自然災害,17億人生活受到衝擊,所造成的經濟損失高達1.4兆美元,其中87%天然災害都與氣候變遷相關。中國是過去因天災死亡人數最高的國家,美國則是經濟損失最慘重。

災害的頻率增加和規模改變不全然是氣候變遷所造成,人為的環境開發改變也是造成災害增加的另一個因素。以臺灣為例,由於氣候變遷帶來的極端降雨事件發生機率增加,又因921地震與莫拉克風災後讓台灣地質條件更加脆弱;而未來台灣社會高齡化、少子化、地層下陷等等人為與社經環境變遷持續進展,更會擴大災害的規模與影響力。台灣面臨的災害威脅可以由三方面分析:自然環境的易致災性、社經發展的影響及氣候變遷的衝擊。

一、自然環境的易致災性:台灣易受颱風的襲擊,為威脅台灣最嚴重的災害天氣,台灣過去 40 年來平均受颱風侵襲約 4-5 次,颱風的侵襲經常造成重大損失,且台灣地區降雨強度高,颱風、梅雨、季風及地形為影響雨量的重要因素,且豐枯水期雨量明顯有別,加上山高水急因而蓄水不易,又兼因地質脆弱、表土鬆軟,經常造成洪、澇及坡地災害,西南沿岸地勢低窪地區逢大雨則更易導致淹水。

二、社經發展的影響:在產業發展過程中,用水需求大量增加,導致用水調度愈趨緊張,超抽地下水導致地層下陷進一步引發淹水危機;都市化過程一方面因熱島效應可能使得暴雨強度增加,且另一方面因減少透水入滲面積而增加雨水下水道排水負擔;因都市化之人口集中、地下場站、超高大樓與大型空間等,增加災害的暴露量與風險,一旦發生地震、淹水等天然災害的受災程度亦相對提升。同時因高山精緻農業與觀光發展之需求,山坡地與河川地之超限利用與不當開發更是近幾年伴隨社會經濟而導致發生災害的重要原因之一。

三、氣候變遷的衝擊:全球氣候變化導致各地之氣候變異趨勢有所不同,但位處季風氣候與颱風侵襲路徑之台灣,無可避免的需面臨氣候變遷所帶來的衝擊,例如:極端事件有增加趨勢、颱風降雨強度增加、降雨型態改變、乾旱發生頻率與強度增加與海水位上升威脅…等,雖然氣候變遷對台灣本地的衝擊需進一步的科學證據釐清,但在台灣的自然環境的易致災性與社會經濟變遷的威脅下,面對大環境的氣候改變對災害的可能衝擊不可忽視其嚴重性。

參考資料
1. 氣候變遷下的水資源管理與永續台灣, 經濟部水利署, 2015.
2.2011台灣氣候變遷科學報告,NCDR, 2011.