水資源是人類生存與國家發展的必備要素,近年來,在經濟部門持續不斷的發展下,水資源的需求不斷的增加,但在供給方面,則由於全球氣候變遷的影響,造成人民對缺水的恐慌。
台灣水資源的供給以地面水及地下水為主。在地面水部份,台灣地區平均年降雨深度為2,515公厘,折算體積為905億立方公尺;各區域年雨量以北部區域為最豐沛,東部區域次之,南部區域又次之,中部區域最少(表1-27)。雨量的時間分配,則極不平均,以五至十月(豐水期)為最多,約佔全年降雨量的78%,十一月至四月(枯水期)較少,約佔22%;至於各區的雨量時間分配,則以北部區域較為平均,愈向南愈不均勻。每年五至十月雨量由北部區域62%增至南部區域90%。
在河川流域方面,台灣地區各河流多具短且陡的特色,暴雨時水流湍急,流量隨降雨而迅速漲落,常年約有80%逕流入海。台灣地區各水源區河川平均年逕流量為668億立公尺,約佔平均年雨量的74%,大部份集中於豐水期(五至十月),約佔全年77%,而枯水期(十一月至四月)則僅佔全年23%(表1-28)。
在地下水方面,其水位變化主要受到補給量及抽汲量的週期性變化影響,而發生升降現象。雖然地下水的開發不受時間與空間的限制,但它的補給卻深深受到時空的限制,因此,並非立即可取,也非取之不盡,用之不竭。臺灣現今人口增多,農工商各業發達,需水日殷,各標的用水日益擴大,在地面水不足供應之下,乃大量抽汲地下水,目前臺灣地區地下水開發,部份地區已達嚴重超抽,造成地層下陷、國土喪失的情況。在地下水開發已達飽和(部分地區甚至已有超抽現象),而海水淡化成本仍高的情形下,未來要供應各標的的大量用水需求,除了推動節水計畫外,水資源的開發似乎已成為無法避免的手段,其中,又以地面水的開發為較可行。可是在台灣地區雨量時空分佈上所呈現的懸殊特性,以及脆弱的地質條件下,可供興建水庫的理想地點大多已開發殆盡,加上水庫興建成本節節高升,使得以往可以廉價開發水資源的因素,已不復存在。
在這種情況下,我們原本期待主政當局能以永續經營台灣的宏觀角度為出發,思考台灣水資源永續利用的課題,沒有想到當局卻以追求短期的經濟成長為目標,應允高耗水的煉油、石化與煉鋼產業在已呈現缺水狀態的南台灣出現。
依照水利單位的分析顯示,台灣南部地區到2021年(民國110年)的非農業用水需求每日為601.84萬噸(表1-29),成長幅度高達87.8%,這些增加的用水需求除了部份屬於民生用水的自然成長外,主要是來自南部地區新增工業區的工業用水(表1-30),但還不包括推動中的工商綜合區,以及傳言中的八輕。為了因應新增的用水需求,水利單位於是大量的投入各項水資源開發計畫(表1-31),同時把這些新增的供水量加起來,再與新增的用水需求一比較,然後宣稱台灣南部地區公共給水系統(圖1-5)在聯合運用的經理方式下,未來南台灣的用水供需應為「審慎樂觀」。在這種詭譎的說辭下,許多原本已不適合在南台灣缺水環境下生存的七輕石化、煉油與煉鋼產業,似乎又找到了活水,而這樣的數據也讓許多人以為『每日可以增加這麼多的水,以後用水沒問題!』然而實際的情形又是如何呢?水從那裡來?
供水報告書 充滿不合理
水利單位在南部幾個水資源開發計畫的規劃報告書中,所作的結論是這樣的:
- 高屏溪攔河堰工程:由於高屏溪攔河堰址流量在豐枯季節差異懸殊,加上攔河堰本身無蓄水功能,勢必與上游水庫聯合運用,才能達到最大效益。因此在水源聯合運用下,高屏溪攔河堰興建後,每日可增加50萬噸的供水量(年可引取水量1.8億公噸)!
- 曾文溪玉峰攔河堰工程:曾文溪玉峰攔河堰,僅在豐水季(五月下旬至十月中旬)可增加取水量,全年計2,000萬公噸。興建後,每日可增加供水7萬公噸。
- 荖濃溪越域引水工程:荖濃溪攔河堰址自民國48年至82年的旬流量資料顯示豐水期(五月至十月)的河川流量約佔全年流量的83%,攔河堰興建後,每日約可增加64萬噸的供水量,每年約可增加2億2000萬噸的供水量。
這種『每日可增加供水量』的結論,顯然是將每年可增加的取水量除以全年日數而來,此種不合理的作法與結論,水利單位應心知肚明,結果,它們竟然能夠通過層層的審核,甚至被引用到官署所發佈的『台灣南部公共給水供需平衡圖』與『重大工業區供水對策及時程』等資料中,讓一般人以為『在各項用水需求下,只要有了這些水資源開發,每日就可以增加這麼多的水,以後用水沒有問題,太好了!』
計算取水量 玩數字遊戲
水利單位對於各項水資源的開發,皆投入眾多人力與資源從事規劃與設計的工作;其中,工程興建後可引取水量的推估是相當重要的項目,因為這是用來評比投資效益的一項指標。各開發計畫的可引取水量到底是如何被推估出來的?我們試著依循開發開位在『曾文溪玉峰攔河堰工程』與『荖濃溪越域引水工程』規劃報告書中所陳述的演算方式,演練其可引取水量的計算過程,竟然發現問題叢生:
曾文溪玉峰攔河堰工程
水利單位計畫在曾文溪中游與菜寮溪合流處,山上淨水場的抽水站下游180公尺處設置玉峰攔河堰,以抬高水位穩定取水,並於豐水季時增加取水量提供自來水公司台南地區的公共用水調配。完工後每日可增加供水7萬噸。
水利單位宣稱:『堰址可引水量係將堰址各旬計流量,先扣除南化壩址引水量後,取其發生機率90%的旬計流量,再扣除山上淨水場所登記的水權量、下游水權量與下游河道放流量後,即可得出壩址在各旬的可引水量。』
經核對後發現規劃設計報告書中堰址旬計流量扣除南化水庫壩址引水量後,所得到的玉峰堰址流量資料,竟然有部份資料出現前者小於後者的情形,這些資料包括:74年第28旬,77年第14、17、24旬,78年第23、28旬, 80年第17、24旬,81年第26旬。
由於官方的規劃設計報告書未列出詳細的過程,來佐證所稱的二千萬立方公尺可引水量究竟從何而來,因此經我們試著以未扣除南化壩引水量的流量資料來計算壩址的可引水量,發現所得的數據二千一百萬立方公尺,頗為接近官方的數據,所以可證明其可引水量是以未扣除南化壩引水量的流量資料來計算!這已經明顯的與書中所述『玉峰堰址的流量應先扣除南化水庫的引水量後,才能代表日後堰址的流量資料』相違背!
規劃單位以未扣除南化壩引水量的流量資料來計算壩址的可引水量,到底「膨風」了多少?若以規劃設計報告書中所列「扣除南化水庫的引水量後的堰址逕流量」為基準,扣除規劃單位所提壩址保留水權量,再援用規劃單位對於可引水量的計算模式,結果發現:所得到的每年可引用水量只有1,200萬立方公尺,約為官方所稱數據的60%,也就是說,每日可增加供應水量只有三萬多噸而已!同時該堰址可以引水的期間,只有約90天(九旬)左右!
荖濃溪越域引水工程
水利單位計畫在高雄縣桃源鄉荖濃溪河段設置攔河堰取水,藉東段輸水隧道將溪水向西越域引至高雄縣三民鄉旗山溪畔,經由渡槽或倒虹吸工橫越旗山溪河谷,再由西段輸水隧道引水至曾文水庫上游支流草蘭溪注入曾文水庫,總輸水隧道長度為14.1公里,完工後平均每日可加供水量64萬噸。
規劃單位宣稱:以1959~1993年的水文資料,模擬曾文水庫、烏山頭水庫暨荖濃溪攔河堰水源聯合運用過程,得出其供水能力為每日324萬立方公尺,全年的供水能力為112,951萬立方公尺,相較於未設置攔河堰的串聯系統,每日可增加64萬立方公尺的供水,而由規劃單位所作的串聯操作水量收支可以看出:每年自荖濃溪引用的水量為27,276萬立方公尺!(圖1-6)
規劃單位所推估出每年可自荖濃溪引用的水量到底是怎麼算出來的呢?是不是完全不管發生機率的高低而逕行以三十五年的各旬流量為基礎,推估年平均量值?
答案是肯定的!水利單位就是逕行以三十五年的各旬流量為基礎,推估各年的引水量,再取其年平均量值!若以同樣的方式,再把規劃單位沒有考慮的滲漏量也加進去,可以發現可引水量的年平均值降為23,198.29萬立方公尺(相差4,000萬立方公尺)。
由於所引取的水係透過引水隧道導入曾文水庫,然後再與烏山頭水庫聯合操作運用,因此,只要能引入這麼多的水,增加供水量的理想在理論上當然可行,可是要引這麼多水的可能性到底有多少?換言之,此項工程的效益可以達成的機會有多少?
依據分析結果來看:
- 攔河堰址的河川流量若要達到規劃單位所宣稱的每年130,823萬立方公尺逕流量,則堰址所在地各旬河川流量只有在發生機率20%以下(大於15%),才可能有如此高的逕流量!同時,水利單位所宣稱的這個數字,只是將35年的旬平均流量加起來而已。但以荖濃溪的水文資料來看,近10年間卻只有2年超過此一平均值(圖1-7),也就是說河川高逕流量的時代已經過去了。
- 若以曾文~烏山頭串聯水庫系統現行運轉規線作為水庫蓄水上限,則堰址所在地各旬河川流量只有在發生機率35%以下(大於30%),才可能有如此高的引水量!簡而言之,要能引這麼多水的成功率還不到35%!
- 若以規劃單位所提的曾文水庫防洪操作新方案(颱洪期間蓄水位上限為227公尺,非颱洪期間為230公尺)作為水庫蓄水上限,則堰址所在地各旬河川流量只有在發生機率50%左右,才可能有如此高的引水量!簡而言之,要能引這麼多水的成功率大約只有50%左右!(圖1-8)
水利單位在規劃報告書中強調:『應以各旬不同發生機率的相對應河川流量,來推估流量在不同時期的多寡』,但作出結果的過程竟然與所宣稱的方法不同,同時依據堰址處河川流量高低的發生機率來看,規劃單位所宣稱的河川逕流量與可引水量,都出現高度的風險性。
表1-27 台灣地區平均降雨量(1949~1990年)(單位:公釐)
區域 |
北部 |
中部 |
南部 |
東部 |
台灣地區 |
集水面積
(平方公里) |
7,347 |
10,507 |
10,004 |
8,144 |
36,002 |
年降雨量 |
2,934.2 |
2,080.8 |
2,501.4 |
2,714.6 |
2,515.2 |
枯水期
(11-4月) |
1,108.0
(37.76) |
449.8
(21.62) |
254.4
(10.17) |
575.6
(21.20) |
558.3
(22.20) |
豐水期
(5-10月) |
1,826.2
(62.24) |
1,631.0
(78.38) |
2,247.0
(89.83) |
2,139.0
(78.80) |
1,956.9
(77.80) |
註:括弧()內數值為占全年降雨量的百分比(%)
表1-28 台灣地區河川逕流量(1949-1990年)(單位:百萬立方公尺)
區域 |
北部 |
中部 |
南部 |
東部 |
台灣地區 |
集水面積
(平方公里) |
7,347 |
10,507 |
10,004 |
8,144 |
36,002 |
年逕流量 |
16,138.4 |
16,980.5 |
17,174.8 |
16,461.7 |
66,755.5 |
枯水期
(11-4月) |
6,047.0
(37.47) |
3,707.5
(21.83) |
1,604.9
(9.34) |
4,009.7
(24.36) |
15,369.1
(23.02) |
豐水期
(5-10月) |
10,091.4
(62.53) |
13,273.0
(78.17) |
15,569.9
(90.66) |
12,452.1
(75.64) |
51,386.4
(76.98) |
註:括弧( )內數值為佔全年逕流量的百分比。
表1-29 南部地區非農業用水量需求預估(中度成長)(單位:萬噸∕每日)
|
可供水量(1992) |
2001年 |
2011年 |
2021年 |
嘉義區 |
38.79 |
66.31 |
85.89 |
87.70 |
台南區 |
93.09 |
138.20 |
151.72 |
162.70 |
高雄區 |
154.48 |
189.21 |
226.89 |
277.22 |
屏東區 |
28.64 |
51.06 |
58.20 |
63.80 |
恆春半島區 |
3.40 |
5.00 |
5.60 |
6.04 |
澎湖區 |
2.05 |
3.18 |
3.91 |
4.38 |
合計 |
320.45 |
452.96 |
532.21 |
601.84 |
資料來源:經濟部水資源局水資源政策白皮書1996.12.
圖1-5 南部地區公共給水示意圖
資料來源:經濟部水資源局
表1-30 南部地區新增工業區(最大)用水統計表(單位:噸∕每日)
工業區名 |
2001年 |
2011年 |
2021年 |
2031年 |
規劃單位 |
嘉義大埔美 |
9,400 |
46,000 |
46,000 |
46,000 |
嘉義縣政府 |
嘉義馬稠後 |
28,000 |
84,000 |
84,000 |
84,000 |
嘉義縣政府 |
嘉惠電廠 |
17,200 |
17,200 |
17,200 |
17,200 |
嘉惠電力 |
台南濱南 |
75,000 |
320,000 |
320,000 |
320,000 |
東帝士、燁隆 |
台南科學 |
36,000 |
140,000 |
140,000 |
140,000 |
國科會 |
台南科技 |
37,000 |
75,000 |
75,000 |
75,000 |
工業局 |
台南新吉 |
9,2000 |
10,800 |
10,800 |
10,800 |
工業局 |
大新營 |
3,900 |
26,000 |
26,000 |
26,000 |
台糖公司 |
高雄路竹 |
10,000 |
89,000 |
89,000 |
89,000 |
台糖公司 |
高雄岡山 |
9,000 |
18,000 |
18,000 |
18,000 |
高雄縣政府 |
合計 |
234,700 |
826,000 |
826,000 |
826,000 |
|
表1-31 南部地區水資源開發計畫
計畫名稱 |
年增加量 |
日增加量 |
工程計畫 |
牡丹水庫 |
3.7千萬噸 |
8萬噸 |
1996.02完工 |
高屏溪攔河堰工程 |
1.8億噸 |
50萬噸 |
1998.05完工 |
南化水庫二期工程 |
2.92億噸 |
44萬噸 |
1998.06完工 |
玉峰攔河堰工程 |
2千萬噸 |
7萬噸 |
1997年實施 |
隘寮溪攔河堰工程 |
3.6千萬噸 |
10萬噸 |
1997年實施 |
荖濃溪越域引水工程 |
2.2億噸 |
64萬噸 |
|
瑪家水庫 |
4.0億噸 |
110萬噸 |
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美濃水庫 |
4.1億噸 |
111萬噸 |
1992年核定 |
圖1-6 曾文、烏山頭水庫與荖濃溪攔河堰串聯操作
資料來源:曾文水庫越域引水計畫1995年規劃報告
圖1-7 荖濃溪攔河堰址歷年河川逕流量
圖1-8 荖濃溪攔河堰址不同發生機率可引水量
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