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水利工程非萬靈丹

人間福報_96
・2012/06/25 ・1577字 ・閱讀時間約 3 分鐘 ・SR值 541 ・八年級

文/羅智華

防水患需因地制宜

梅雨季鋒面帶來的連日大雨,讓台灣從南到北都降下了驚人雨量,許多低漥地區頓時成了「水鄉澤國」,而首善之區的台北都會區也不堪瞬間豪雨肆虐,就連熙來攘往的交通要道基隆路也頓時成了「基隆河」,不少人苦笑自己上班就像在「渡河」般辛苦,而眼看颱風季節又即將來臨,更多民眾擔心的是如何避免水患發生,不要讓「我家門前有小河」的窘況一再上演。

為何每逢大雨就成災?看到電視新聞播放一幕幕災區街道因大雨而成「水道」的畫面,讓不少受過水患之苦的民眾都忍不住質疑台灣水利工程排水成效究竟出了什麼問題,導致豪雨一來就「作大水」。

對此,成功大學特聘教授、同時也是水利及海洋工程學系主任詹錢登表示,ㄧ般人對水利工程往往都存有錯誤觀念與迷思,認為只要蓋了水利工程就可以「永保安康」、水患不會來敲門。事實上,這還關係到所降下的雨量多寡,以日前因鋒面影響而降下的豪雨來看,動輒超過 200 毫米的驚人雨量,即使是先進國家的水利工程設施都不一定能耐得住瞬間降下的暴雨。

他以之前發生的泰國水患為例,當時就持續好一陣子仍積水未退,相較之下,台灣的水利工程品質已經算是不錯,像「員山子分洪道」的完工就為基隆河打下重要的水利工程基礎,讓基隆河兩岸的淹水情況比過去改善許多,不會一下大雨就鬧水災。

「水利工程並非防水患的萬靈丹,而是要從多方面向整體考量才能減輕災情,」詹錢登強調,回歸基本面來看,水利工程目的是希望透過硬體設備的強化來提高排水能力、降低水患發生機率,但並不代表只要政府砸上百億元興建水利工程就能確保萬無一失,因為一旦降雨量超過水利工程承載量時,一樣有可能導致積水或淹水等問題發生。

他有感而發指出,要預防水患發生,並不是一味將堤防愈蓋愈高、或花大錢拚命蓋工程就可以,而是要保留公共低漥地、打造疏洪區,讓水有路可走;就像古早時代的老祖宗會在山林間打造梯田、水塘,讓大雨來臨時可以作為暫時的「蓄水池」,避免大水一下子就淹到民宅、造成傷亡損失。

而這樣的先人智慧也可運用在現代社會裡,對於地勢較地窪的地區要採取「非工程角度」來思考,因為「水往低處流」是亙久不變的真理,所以低漥地帶要規畫疏洪區讓大雨有「容身之處」,讓水不會立刻就往外流到市區、導致水利工程與防災規畫成效打折扣!

打造水患預警系統 規畫防災地圖

「防災規畫應該因地制宜,不能把所有地區都套用同一套防洪與防災標準,」詹錢登表示,每個地區地勢高低與地形環境各有不同,本來就應該視地形環境差異而量身打造,像台北本身由於是盆地地形,先天上就容易發生積水情況,因此保留疏洪區是不可少的基礎水利設施,像二重疏洪道的規畫就是將過多的雨水疏導至二重溪,流入大海。

詹錢登表示,「有時候水患不見得與硬體水利工程品質有關,而是人為因素所導致。」他以此次台北市文山區淹水為例,其主因就在於人為疏失,因為值班技工操作不當,將應該打開的水門關起來,導致大雨排不出去,造成涵管水壓太高而爆裂,形成淹水窘況。類似這樣的情況也意味著水利工程人員需再加強訓練,才能避免在緊要關頭出差錯。

而這也凸顯出軟硬體設備與資源雙管齊下的重要性。面對日益劇烈的氣候變遷與強降雨,相關部門在規畫水利工程時應該更有「遠見」,不能短視近利。他建議,政府當局應建立一套「防災地圖」,掌握每個縣市的低漥區有哪些,哪些區塊排水不良等,除了興建應有的堤防、擋土牆、水道工程外,建立「水患預警系統」亦不可或缺,他強調政府須把這些項目都一併納入都市規畫藍圖中整體考量,才不會陷入「顧此失彼」的窘況。

不只如此,推動防災教育、設計撤離動線亦是必要之務,他表示平日就要做好民眾與學生的防災訓練,讓大家可以預先準備才能「未雨綢繆」,了解水患發生時該如何安全撤離、有所因應,為大台北防洪計畫。

原文發表於人間福報 [2012-06-22]

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人間福報_96
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人間福報每周五與你一起《遇見科學》


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揭開人體的基因密碼!——「基因定序」是實現精準醫療的關鍵工具

科技魅癮_96
・2021/11/16 ・1998字 ・閱讀時間約 4 分鐘

為什麼有些人吃不胖,有些人沒抽菸卻得肺癌,有些人只是吃個感冒藥就全身皮膚紅腫發癢?這一切都跟我們的基因有關!無論是想探究生命的起源、物種間的差異,乃至於罹患疾病、用藥的風險,都必須從了解基因密碼著手,而揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。

揭開基因密碼的關鍵工具就是「基因定序」技術。圖/科技魅癮提供

基因定序對人類生命健康的意義

在歷史上,DNA 解碼從 1953 年的華生(James Watson)與克里克(Francis Crick)兩位科學家確立 DNA 的雙螺旋結構,闡述 DNA 是以 4 個鹼基(A、T、C、G)的配對方式來傳遞遺傳訊息,並逐步發展出許多新的研究工具;1990 年,美國政府推動人類基因體計畫,接著英國、日本、法國、德國、中國、印度等陸續加入,到了 2003 年,人體基因體密碼全數解碼完成,不僅是人類探索生命的重大里程碑,也成為推動醫學、生命科學領域大躍進的關鍵。原本這項計畫預計在 2005 年才能完成,卻因為基因定序技術的突飛猛進,使得科學家得以提前完成這項壯舉。

提到基因定序技術的發展,早期科學家只能測量 DNA 跟 RNA 的結構單位,但無法排序;直到 1977 年,科學家桑格(Frederick Sanger)發明了第一代的基因定序技術,以生物化學的方式,讓 DNA 形成不同長度的片段,以判讀測量物的基因序列,成為日後定序技術的基礎。為了因應更快速、資料量更大的基因定序需求,出現了次世代定序技術(NGS),將 DNA 打成碎片,並擴增碎片到可偵測的濃度,再透過電腦大量讀取資料並拼裝序列。不僅更快速,且成本更低,讓科學家得以在短時間內讀取數百萬個鹼基對,解碼許多物種的基因序列、追蹤病毒的變化行蹤,也能用於疾病的檢測、預防及個人化醫療等等。

在疾病檢測方面,儘管目前 NGS 並不能找出全部遺傳性疾病的原因,但對於改善個體健康仍有積極的意義,例如:若透過基因檢測,得知將來罹患糖尿病機率比別人高,就可以透過健康諮詢,改變飲食習慣、生活型態等,降低發病機率。又如癌症基因檢測,可分為遺傳性的癌症檢測及癌症組織檢測:前者可偵測是否有單一基因的變異,導致罹癌風險增加;後者則針對是否有藥物易感性的基因變異,做為臨床用藥的參考,也是目前精準醫療的重要應用項目之一。再者,基因檢測後續的生物資訊分析,包含基因序列的註解、變異位點的篩選及人工智慧評估變異點與疾病之間的關聯性等,對臨床醫療工作都有極大的助益。

基因定序有助於精準醫療的實現。圖/科技魅癮提供

建立屬於臺灣華人的基因庫

每個人的基因背景都不同,而不同族群之間更存在著基因差異,使得歐美國家基因庫的資料,幾乎不能直接應用於亞洲人身上,這也是我國自 2012 年發起「臺灣人體生物資料庫」(Taiwan biobank),希望建立臺灣人乃至亞洲人的基因資料庫的主因。而 2018 年起,中央研究院與全臺各大醫院共同發起的「臺灣精準醫療計畫」(TPMI),希望建立臺灣華人專屬的基因數據庫,促進臺灣民眾常見疾病的研究,並開發專屬華人的基因型鑑定晶片,促進我國精準醫療及生醫產業的發展。

目前招募了 20 萬名臺灣人,這些民眾在入組時沒有被診斷為癌症患者,超過 99% 是來自中國不同省分的漢族移民人口,其中少數是臺灣原住民。這是東亞血統個體最大且可公開獲得的遺傳數據庫,其中,漢族的全部遺傳變異中,有 21.2% 的人攜帶遺傳疾病的隱性基因;3.1% 的人有癌症易感基因,比一般人罹癌風險更高;87.3% 的人有藥物過敏的基因標誌。這些訊息對臨床診斷與治療都相當具實用性,例如:若患者具有某些藥物不良反應的特殊基因型,醫生在開藥時就能使用替代藥物,避免病人服藥後產生嚴重的不良反應。

基因時代大挑戰:個資保護與遺傳諮詢

雖然高科技與大數據分析的應用在生醫領域相當熱門,但有醫師對於研究結果能否運用在臨床上,存在著道德倫理的考量,例如:研究用途的資料是否能放在病歷中?個人資料是否受到法規保護?而且技術上各醫院之間的資料如何串流?這些都需要資通訊科技(ICT)產業的協助,而醫師本身相關知識的訓練也需與時俱進。對醫院端而言,建議患者做基因檢測是因為出現症狀,希望找到原因,但是如何解釋以及病歷上如何註解,則是另一項重要議題。

從人性觀點來看,在技術更迭演進的同時,對於受測者及其家人的心理支持及社會資源是否相應產生?回到了解病因的初衷,在知道自己體內可能有遺傳疾病的基因變異時,家庭成員之間的情感衝擊如何解決、是否有對應的治療方式等,都是值得深思的議題,也是目前遺傳諮詢門診中會詳細解說的部分。科技的初衷是為了讓人類的生活變得更好,因此,基因檢測如何搭配專業的遺傳諮詢系統,以及法規如何在科學發展與個資保護之間取得平衡,將是下一個基因時代的挑戰。

更多內容,請見「科技魅癮」:https://charmingscitech.pse.is/3q66cw

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《科技魅癮》的前身為1973年初登場的《科學發展》月刊,每期都精選1個國際關注的科技議題,邀請1位國內資深學者擔任客座編輯,並訪談多位來自相關領域的科研菁英,探討該領域在臺灣及全球的研發現況及未來發展,盼可藉此增進國內研發能量。 擋不住的魅力,戒不了的讀癮,盡在《科技魅癮》