- 極端氣候加劇「旱澇交替」現象,已成台灣水資源管理必須面對的新常態與挑戰,需多管齊下找水、蓄水。
- 面對高科技產業日益龐大的用水需求,並減輕對天然水文條件的依賴,「再生水」與「海水淡化」是兩大解方。
- 「珍珠串計畫」透過串連南北的連通管,讓現有水庫發揮最大效用,互相支援、以多補少。
前陣子,台灣中南部地區水情吃緊,引發各界對於民生與產業用水短缺的關注,尤其攸關全球高科技產業供應鏈的穩定。幸好受惠於前瞻基礎建設所布建的「珍珠串計畫」(區域水網工程),水利單位得以透過跨區域的地下輸水管線,將水源調度引導至缺水的水庫進行儲存,解除危機。
隨後因梅雨鋒面帶來豐沛降雨,北部多座主要水庫的蓄水率在短時間皆有顯著提升。過去只要遇到這種強降雨,水庫基於安全考量,通常必須採取洩洪措施將水排入河川大海,難以有效存蓄。不過這次透過跨區水網的導流,有效輸送到仍有儲存空間的水庫,這樣打破區域限制的供水網路,使水資源得以優化配置、協同儲備,降低台灣面臨缺水危機的風險。
雨量豐卻留不住 極端氣候更添挑戰
事實上,多雨的台灣卻容易缺水。從氣象數據來看,台灣的年平均降雨量相當豐沛,遠高於世界平均水準,然而受限於島嶼地形陡峭、河川水流湍急,這些珍貴的降水,往往在極短的時間內便迅速奔流入海,難以有效地蓄存與利用。
近年來更隨著全球氣候變遷加劇,降雨模式發生了劇烈改變,台灣的水資源環境逐漸走向極端化,不是面臨長時間無雨的「百年大旱」,就是遭遇短時間內極端強降雨,進而引發水災。這種「旱澇交替」的現象,已經成為台灣水資源管理必須面對的新常態與挑戰。因此,水資源政策的核心命題,圍繞在「水從哪裡來」以及「如何把水留下來」這兩個最基本卻也最困難的課題。
回顧2021年的百年大旱,台灣西半部降雨量不到歷年平均的4成,主要供應大台中地區用水的德基水庫蓄水量一路探底,下降至低於正常取水口的「呆庫」狀態,且底層水體因含有大量藻類,抽出的水源混濁如同醬油一般,大大增加淨水廠處理的難度與成本。
同一時間,作為台灣科技產業心臟的新竹科學園區也面臨斷水危機,必須透過每趟運費高達2萬元的水車應急,以供應園區用水。因為生產線一旦中斷,將重創全球高科技產業供應鏈。當時南部地區,庫容量極大的曾文水庫雖然仍有水,但主要供應台南與高雄民生及科技產業用水的南化水庫卻因缺乏進水而見底,屢屢引發縣市間的搶水爭議與社會對立。
由此可知,除了單純的民生用水問題外,水資源管理也牽動著台灣整體產業的發展與穩定,以及國家應對氣候變遷的韌性。
治缺水 用「雞尾酒療法」多管齊下
傳統上,解決缺水最直接的方式是興建新水庫。然而,在當前的時空背景下,新建水庫需要克服極高的社會與環境成本。水庫集水區通常需要實施禁限建措施,嚴重限制地方發展,加上環保意識抬頭,導致水庫工程常遭遇強烈的民眾抗爭。因此,水資源管理策略必須從單一的「蓄水」考量,轉向多元開發與系統調度。
這樣的多元開源策略也可以比喻為「雞尾酒療法」,核心理念在於不將所有的雞蛋放在同一個籃子裡,而是窮盡各種工程技術與管理手段,從多元管道來增加水資源的供應與調度能力,藉由多管齊下的方式來建構水資源的韌性。
在多元找水的策略中,「伏流水」與「人工湖」的開發就是頗具成效且對環境衝擊較小的解決方案。
伏流水指的是存在於河床下方淺層的地下水。抽取伏流水不會像抽取深層地下水那樣導致地層下陷,且水質經過天然砂石過濾,相對潔淨。例如2015年起積極開發的高屏溪伏流水工程,曾經歷長達1400多天無颱風登陸的情況下,每日仍能穩定供應45萬噸水源,成為南部抗旱的關鍵。
人工湖相較於水庫,因無需大範圍封閉集水區,並時常結合景觀遊憩功能,民眾接受度較高。像是2025年完工開放的南投鳥嘴潭人工湖,除了每日可供水25萬噸給草屯鎮與彰化縣,更重要的是透過提供地面水,能逐步取代彰化地區對地下水的依賴,從根本上減緩地層下陷的危機。
而為了滿足工業,特別是高科技產業日益龐大的用水需求,並減輕對天然水文條件的依賴,「再生水」與「海水淡化」便成為其中解方。
再生水是將污水處理廠的放流水透過RO逆滲透處理,不只水質純淨,供應也不受氣候乾旱影響。雖然再生水每度成本高達28至30元,但由於科技廠需達到穩定的製程要求,且符合國際對ESG(環境、社會、企業治理)的規範,因此願意付出較高成本。目前包括台積電在內的許多高科技企業,不僅積極在其廠區內自建水資源回收系統,也持續收購政府推動的再生水。
此外,離島地區因受限於狹小的集水面積,難以蓄存天然雨水,過去經常需要仰賴台灣本島以船隻運水支援。透過前瞻計畫擴建海水淡化廠後,澎湖地區每天增加了七千五百噸的海水淡化產能,相當於當地每日用水量的四分之一。海水淡化廠的建置,為離島地區的民生與觀光產業提供了強而有力的供水韌性,確保了即使在極端氣候下,離島居民也能夠免於受缺水之苦。
「珍珠串」連通全台水庫 以多補少
除了開源尋找新水源,如何讓現有的水利設施發揮最大效用,更是水資源管理的重中之重。為了解決既有水庫因長年泥沙淤積導致蓄水容量減少的問題,2017年啟動的前瞻基礎建設計畫投入大量資源進行水環境工程,水庫防淤與清淤工程就是其一。以石門水庫為例,政府斥資逾70億元興建了「阿姆坪防淤隧道」。巧妙利用颱風來襲期間的豐沛雨量與天然水力,將平時抽泥之後堆置在沖淤池中的泥沙,藉由水力沖淤排入下游河道。
這種「水庫減淤」技術,不僅能有效減少水庫內的泥沙淤積,每年更可沖淤高達64萬立方公尺,換算成砂石車的清運量,大約需要一萬六千趟次的砂石車才能運完。透過這種天然的排砂方式,每年可為國庫省下高達3億元的清淤費用,也大幅減少了砂石車往返運輸所產生的碳排放與交通衝擊。透過深度的庫區清淤與繞庫防淤隧道的建設,成功讓原本淤積嚴重的水庫恢復庫容量,讓老舊水庫得以「回春」。
水資源管理最具突破性的變革,在於打破過去以「縣市」為單位的封閉供水思維,用實體管線串聯,實現跨區域「空間調度」。這就好像將全台灣視為一座用管網連接的「大水庫」,水資源能夠在不同水系、不同縣市之間自由流動,達到以多濟少、相互支援的目標。為了實現這個構想,前瞻計畫大力推動了涵蓋全國16條調度管線的「珍珠串計畫」,將台灣西半部的水庫與淨水廠如同珍珠般串聯起來,解決不同地區的遇到的問題。其中最具代表性的管線有二:
桃園—新竹備援管線:
新竹地區常因降雨不足而缺水,但過往無法有效引進鄰近桃園的水源。為此,政府推動了桃竹備援管線,在2021年2月提前4個月完工並正式通水。當時正逢「百年大旱」,在最危急的時刻,工程單位為了搶時間,甚至將部分管線直接鋪設在路面上以加速通水。這條管線最終每日成功從石門水庫輸送20萬噸水至新竹,維持了半導體供應鏈的運作,使國際所需晶片正常出貨,被喻為「一條水管救世界」。
曾文—南化聯通管:
南部地區供水結構存在先天的供需不平衡。全台最大的曾文水庫蓄水量龐大,但其主要供水區的人口與產業較少。反觀專供台南、高雄民生與科技園區的南化水庫,雖然需求龐大,但庫容較小,每逢旱季常處於見底邊緣。過去,兩水庫無法互通,引發縣市間「搶水」。透過2020年開工新建總長約25公里的聯通管,在2024年5月完工後,每日可調度80萬噸水量,終於讓曾文水庫的閒置庫容能有效支援南化水庫,發揮聯合調度的功能。
珍珠串計畫已成為穩定供水的重要設施,今年以來全台跨區調度達5.2億噸水源,包括北部板二計畫、桃竹幹管,中部鯉魚潭支援苗栗、雲彰支援嘉義,南部曾文水庫支援南化、高雄清水北送台南、曾文與烏山頭水庫支援嘉義等,展現區域聯通管網「以多補少」的調度效益。
此外,為了增加自來水系統的備援能力,2021 年起推動「備援調度幹管計畫」,在全台建置17條自來水備援及調度管線,提升區域供水穩定度,減少停水風險與災時應變彈性,且於老舊管線維修時,仍可正常供水。
除了缺水,極端氣候帶來的強降雨也會導致原本的儲水濁度過高,造成淨水廠無法處理而停水。2019年開工、2024年6月完工的翡翠原水管,其建置邏輯便是繞開容易因豪雨混濁的南勢溪,直接從水庫接管引取乾淨原水到直潭淨水廠。這可說是為了因應極端降雨而設計的「防禦性」調度機制。
水資源建設 須兼顧環保與社會溝通
前述這些大規模的水資源建設在推動過程中,其實也面臨到許多現實上的困難與價值的取捨。全國防洪與水資源開發的需求龐大,但受限於年度預算與施作量能,政府必須依據缺水的急迫性、實質改善效益及跨區調度綜效等標準來評估。在此情況下,耗資百億的大型計畫常需採取「分年分期」的方式執行,所以決策者必須審慎評估應該優先替換哪些機具,以及在完工前需要承擔多少災害風險。
其次,大型公共工程也經常遭遇用地取得困難與社會意見的衝突。水利設施往往需要徵收私人土地並經歷冗長程序,施工期間對地方交通與生活品質造成的衝擊,也會引發民眾不滿。像是曾文—南化聯通管,長達25公里的管線無可避免穿越重要交通幹道與觀光區,引發當地商家對交通黑暗期的質疑。為化解民怨,工程單位事前舉辦多場說明會密集溝通,並在人口稠密區改採成本高昂的「地下推進施工」,以最大限度減少對路面的破壞,並承諾於連續假期暫停施工、協助舉辦假日市集活絡經濟,展現社會溝通誠意,以達成民意與建設的平衡。
第三個挑戰在於水利工程與自然生態保育的共存。現代治水不再只重防災,更被期待兼顧生態復育與水岸文化等多重目標。為避免工程開發破壞石虎或水獺等敏感生態圈,計畫嚴格要求各項工程落實「生態檢核」機制,邀請專家學者與保育團體共同參與審查。這種公私協力模式雖然顯著增加了工程前期的行政作業時間與溝通成本,但能大幅減少生態環境疑慮。
透過前瞻計畫推動多元找水與管網串聯等複雜工程,試圖克服先天的氣候、地形劣勢,建構具備強大韌性的水資源網絡,而這些建設也確實在近年的極端氣候中發揮關鍵作用。不過,像這樣耗資龐大的公共設施,後續的營運與維護,以及是否有充足財政預算與專業人力來維持運作,將是能否長久發揮效益的一大考驗。
更深層的隱憂在於,隨著台灣半導體與人工智慧等高科技產業持續擴張,工業用水需求也隨之大增。面對有限的天然水資源與氣候極端化,單純仰賴工程「開源」終究有物理極限。未來的水資源政策除了精進調度能力與擴大再生水等科技造水比例外,也須在國家產業發展的用水需求與環境生態承載能力間劃定明確界線。從根本落實產業水資源循環經濟並深化全民節水意識,台灣才能在一次次嚴峻的氣候考驗中,確保社會的永續發展與生存安全。