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不依照數據和科學來管理,做什麼都沒意義──深訪水利署署長賴建信

鄭國威 Portnoy_96
・2020/08/27 ・7645字 ・閱讀時間約 15 分鐘 ・SR值 543 ・八年級

臺灣人跟水的關係其實蠻糾結的。泛科學的讀者大概都知道,臺灣其實很依賴雨水,而隨著全球氣候變遷,原本已集中在梅雨跟颱風季的降雨,更有大雨越來越大、小雨越來越少的趨勢。留不住水是問題,水大不退也是問題。濕地快速減少、要人工新增不簡單,新加坡或以色列的做法在水費低廉的臺灣似乎也不可行。

即使如此,大部分臺灣人很少真的擔心水的問題。這樣的餘裕,是好是壞很難說,但絕對很難得。那,你知道是誰在管理臺灣的水嗎?(難道是懂水之呼吸的高手?)

應該不是這個高手。
圖/giphy

前往公部門 X 科學傳播系列的下一站,我們來到經濟部水利署位於信義路上的臺北辦公室。擁有國立中興大學水土保持學系博士學位,並曾作為訪問學者前往美國加州大學柏克萊分校的賴建信署長,在辦公室接受我們的訪問。我們進到辦公室後,他還在辦公桌前聚精會神地看公文,兩分鐘後他才抬起頭來,似乎總算告一段落。「今天應該不用繫領帶吧!」他一邊微笑,一邊把領帶拿掉。

賴建信認為臺灣社會一直進步,是因為人們能透過民主機制商量複雜或具衝突的問題。攝影/劉志恒

「……大家只以所謂的意識形態或個人經驗,不在科學上面做論證,有時候就會喪失很多好的機會。」賴建信認為臺灣社會一直進步,是因為人們能透過民主機制商量複雜或具衝突的問題,以科學為分析依據,加上自己的理解與對未來的想像來綜合下判斷。但一個簡單例子顯示大家的知識基礎差異很大:日月潭的九蛙

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消弭爭議,得先聆聽

賴建信說,農曆年後,大家會關心水情,媒體若報導日月潭九蛙露出,大家就擔心水情,覺得狀況嚴峻。事實上即便九蛙現身,日月潭還有 84% 的蓄水量。而且日月潭是抽蓄發電水庫,水位本就上上下下。這類說法年年重現,水利署只好推出易懂圖表,希望透過網路闢謠。

因為媒體報導,使民眾相信九蛙就是水情指標(不然放在那幹嘛),或許沒什麼什麼大不了,但對年年都得被問的水利署來說,的確很尷尬。

許多人都相信九蛙是水情指標,但其實不然。
圖/Wei-Te Wong_flickr

賴建信認為這是「藉機科學傳播」。他接著舉例,如淘汰「人造雨」這個彷彿能無中生雨的說法,改稱比較貼近事實的「人工增雨」,並在每年實施人工增雨時,藉機說明科學原理。又如趁澎湖成為國旅熱點,跟大眾說明澎湖其實是全國少數蒸發量大過降雨量的地方,讓大家知道澎湖當地水資源來自哪裡、以及為何澎湖即使用了大量地下水,也較無地層下陷的問題。(提示:玄武岩)。

即使只在用語上微幅改變,他希望能藉機讓人們更了解水利工程以及水之得來不易。他認為,人們理所當然地把水稱為自來水,認為雨下完了水就會退,往往不知道中間有多少人在努力維繫這樣的理所當然。

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然而水利署不是自來水博物館,推動的許多工程的確影響了環境跟居民,產生衝突跟對立,專家意見也並非只有水利署說的才算,賴建信對此深有所感:「很多事情必須透過溝通協商,但不幸的是,有時候工程師或是行政部門的人,難免會墜入一種觀念是:這個問題我最知道。」他認為就像在室內設計的計畫裡,設計師偏愛潮流北歐極簡風,但客戶喜歡鄉村風,專業若傲慢自然產生衝突。對此,他認為首先要知道價值落差必然存在。

高屏地區的伏流水開發是一個顯著案例。伏流水是在河床底下砂礫石含水層中,透過自然過濾的清淨水源。由於高屏地區的水庫供給量有限,若遇到豪雨使高屏溪這個主要水源混濁,就會產生用水危機,因此水利署希望以開發伏流水來因應。

在伏流水開發初期,當地民眾認為開發伏流水就是政府挖大井搶地下水,還擔心伸進河床的「輻射管」有輻射(其實只是以輻射形狀外展的管子)。數百人為此到水利署南區水資源局抗議,當時身為局長的賴建信,第一步的應對就是收集數據、了解衝突來源。他發現抗爭實有遠因。第一是過往公共工程給地方的承諾沒有達成,人民失去信心。再者是因為之前企劃不夠透明,沒有提供足夠資訊讓民眾了解。最後才是擔心取水衝突。

先從看得見的改變著手!賴建信設置數座地下水觀測井,把資料公開在網路上,在觀測井現場也可掃 QR code 了解該點地下水位高低,同時製作 3D 模型說明影片客臺國三聲道短劇來加強宣導。糾結一個個解開後,如今伏流水工程已完成多處,最新的溪埔伏流水剛在7月完工,大泉伏流水預計在今年年底完工。「還有很多伏流水的開發企劃」賴建信表示,而他自己也出馬拍了伏流水介紹影片。

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水庫清淤則是另一個挑戰。許多媒體跟網友質疑為何水利署不趁枯水期趕快清淤?但其實事情沒那麼簡單。一來淤積量遠高於清除量,水庫水位低時清淤更容易造成水庫混濁,影響民生用水,二來清出的淤泥也無處消化。於是水利署透過防淤工程興建防淤隧道,來加速排沙、延長水庫壽命。例如石門水庫的阿姆坪防淤隧道曾文水庫防淤隧道等。

而說到曾文水庫防淤隧道,有工程上的挑戰,也遇到了生態關卡。賴建信說,除了開挖防淤隧道,另一個重點工程是「象鼻引水鋼管」。顧名思義,這是一個如象鼻狀的超大鋼管,連結隧道口與向下延伸到水庫的淤積面,大雨時,便能透過「異重流」,將底層泥水吸至防淤隧道排砂。(異重流指兩種密度不同又可以互相混合的流體,因密度差異而產生的分層流動,也稱密度流或潛流。出處:科學 Online

這個外徑逼近 12 公尺、曲線長度 60 公尺,分成 27 節組裝的超巨大象鼻鋼管,沒辦法在水庫工地上做,也不能在下游的工廠做,不然做完也沒辦法走狹小的山路運上水庫,必須在上游另覓空曠地設置臨時組裝廠來焊接組裝。組裝廠後來選在嘉義大埔情人公園旁的草地,然而該處卻也是瀕危的山麻雀棲地

賴建信說,先前環境影響評估沒有發現,但好在水利署超前各單位做生態檢核,「觀察家生態顧問公司」的黃于坡總經理回報說當地有山麻雀。通常對廠商來說,工程比較重要,但賴建信認為要是不好好處理,衝突可能一觸即發。

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於是賴建信邀集有關單位討論,包括農委會特生中心、濕地保護聯盟、及屏東、高雄、臺南等各鳥會、施工單位等,得出衝擊最小的共識方案,並共同成立山麻雀保育平台,消弭了對立,也用實際行動復育山麻雀,例如沿曾庫公路電信桿設置百處人工巢箱,入住率極高。

賴建信在水利署推動「風險管理」與「公私協力」兩大觀念,上述案例即為具體實踐。他很清楚「公部門要跟私部門對話,但對方為什麼要跟你對話?若是不信任你,幹嘛浪費時間來跟你對話。」因此,他認為資料公開與透明是很好的信任基礎。他更強調溝通不是說服,應該先去了解對方想法、彼此之間的落差、目標的差異,因為「在溝通的過程裡面,聽比說還更重要。」

水利未來,在地驗證

水利署對外溝通不只是對民眾,還有對產業。賴建信說根據資料,土木水利從業人員,在臺灣勞動就業人數比例約為 6~7%,但產值在 GDP 裡只有 2~3%,他認為這代表水利工程行業亟需朝高附加價值轉型。

「我們已經進入到 5G、AIOT 的時代,卻還在做很傳統的公共建設。」賴建信認為,臺灣快將進入超高齡社會(註:根據國發會推估為 2026 年),人口紅利已經為零,無法仰賴勞力密集、不斷 cost-down 的工作。而公共建設投資作為領頭羊,必須儘快朝智慧化改變。

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他說,現在若一人管理一間抽水站,隨著勞動人口減少,抽水站增加,一人就得管理三、四間抽水站。此外,一個人一生中頂多經歷兩三次大洪水,而有水庫洩洪經驗、知道怎麼拿捏的人非常少,新人接手時很可能沒有經驗。他認為當我們認真思索未來,物聯網與 AR/VR 等技術就不是錦上添花,而是必要的部署。

「像我們石門水庫每秒 100 多噸的流量流過去,是什麼概念?每秒 100 立方公尺是數字,但當閘門在開的時候,產生的風壓那個感覺,怎樣讓一個新進人員感受?」為此,賴建信表示水利署正思考如何與中山科學研究院合作,用飛行模擬器訓練戰鬥機飛行員的方式,來模擬訓練水庫管理員。

賴建信記得自己唸書時,電腦還不先進,建立模型試驗得用真的水、土、沙,靠人力不斷重做。然而隨著科技進步,他前陣子參觀美國水公司的實驗室,竟然「可以穿皮鞋去」,加沙鋪沙都用機器手臂,全面擷取數據,即時 3D 呈現。他表示純電腦模擬雖然已可取代多項傳統水工試驗,但水工試驗可以提供最真實的參數校正,因此美國該實驗室結合科技跟傳統的做法,能夠相輔相成。因此他也積極導入這樣的技術。

賴建信強調科技的必要性,例如水利署已在 17 個縣市建置淹水感知器。「以往我們在做防汛應變值勤的時候,要靠人力回報。有時明明水退了,媒體還一直報。」除了即時回報,新技術更可以搭配高速運算做即時淹水模擬,預測接下來不同時間點的情境。

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然而他也不只是一味求新科技,而是用適合且能改善的科技,例如在揚塵治理這件任務上。每年 10 月之後,由於進入非汛期,濁水溪下游河床裸露,東北季風吹襲使得土砂揚起,宛如臺灣撒哈拉沙漠。政府從民國 96 年起開始防制,但效果有限。

行政院檢討之後,推出新的三年行動方案(107-109)。身負重任的賴建信請同仁將濁水溪自彰雲大橋到出海口這塊區域進行航拍,以 100 公尺 x 100 公尺的方格切分、個別編號。這樣就知道哪一格是裸露地,哪一個有水草覆蓋,目標一目瞭然。「那麼寬廣的區域,唯有用這樣的方法。否則每個同仁都說有做,但是效果在哪裡?」賴建信跟我們分享這件事時,宛如坐上直升機,對濁水溪從合歡山到出海口的每一個支流與彎曲都一清二楚。

每天同仁都必須直接將工作報告跟照片傳到他的手機,但他也明白,公務人員很多 KPI 指標都是「工作量」指標,而非他認為更重要的「效能」指標。「他們會去追求所謂工作量的指標,但工作做完效果不一定會產生。」因此賴建信要求報告必須數據化記錄各種因子,「這樣就會知道風速在每秒八米以上時候,就開始會產生揚塵。」他說「我的 KPI 不是你做了多少事,是要沒有揚塵……我們要求隔年要降 15%,再隔年要降 30%,接下來降 50%。反正就是目標導向,不容呼嚨。」

同樣的,賴建信也要求水利署的每一項委辦計畫「拿出成效來」,特別是防災計畫,不能事後諸葛,而要能當下判斷,後續在水情會議上驗證。他看過某些模式只用歷史資料驗證,就聲稱可以大規模複製跟應用,他看來毫無意義。

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「凡沒有經過驗證、沒有經過實戰的事情,都會陷入自我感覺良好。」他說。

賴建信署長相信,比起「工作量」,更重要的是「效能」。
攝/劉志恒

水利產業要提升,臺灣就是最好、最多樣化的實戰空間,賴建信這麼認為。「臺灣有 3952 公尺的高山、有大湖、有像淡水河這樣的河川,有像冬山河、濁水溪這樣的河川,有濕地、什麼狀況都有。氣候變遷下,我們是很好的試驗場。」他說這陣子媒體報導三峽大壩面臨不尋常的洪水,洩洪量巨大,但濁水溪在洪峰時的洩洪量甚至更大,更何況濁水溪的長度與集水面積跟長江是天壤之別。又例如最近日本東京紀錄到史上最高每小時降雨量,但同等甚至更高的降雨量,在臺灣很常見。

「任何試驗或記錄器,只要你在臺灣可以驗證成功,經得起天候考驗……臺灣又有很好的 IT 技術,可以發展出很好的水資源物聯網,為什麼不會有機會?」身為經濟部的一份子,賴建信對於強化水利產業有很強的企圖心。他接著說:「說再生水廠好了。全世界先進國家,像美國、日本、新加坡都有再生水廠,以色列更有。但只有我們臺灣做再生水廠做到可以提供全世界製程最先進的台積電來用。這就是挑戰,也是機會。」

回到前面提過的水庫清淤,在賴建信眼裡同樣是機會。「93 年艾利颱風的時候,石門水庫因為濁度增加,桃園地區停水 18 天。因為我們建水庫的技術是跟美國人學,而美國的沖蝕量遠低於臺灣,他們面臨的問題跟我們的不一樣。」30 年前臺灣沒有興建排沙防淤隧道的想法跟技術,但 30 年後,輪到美國人來學習臺灣水庫防淤隧道的工法,他認為就像臺灣人曾因 SARS 挫折痛定思痛,改善防疫策略,在 COVID-19 疫情中表現傑出一樣,臺灣的水利工程也能夠組成強大的臺灣隊。

數據說話,打破框架

防疫臺灣隊能成立,除了 COVID-19 疫情當頭,也因為政府的確掌握了溝通的節奏,展現創新思維(如「humor over rumor」,請參考政務委員唐鳳給 Google 的演講)。因此水利臺灣隊的願景再動人,也需要好好溝通,取得國民的支持。

賴建信認為行銷要講求精準,針對不同族群用不同投放方式。「我們的院長七十幾歲,可是他用的宣傳方式非常新」賴建信表示,受到蘇貞昌院長刺激,各部會都積極效法,水利署也不例外。端午節前,就看到水利署的「法海 vs. 白娘子」動畫,以及知名圖文創作者我是馬克介紹行動水情 App。然而相較於其他在社群媒體上飆得有點快的政府單位(像是內政部、海巡署等),水利署顯然還比較矜持。

「酷炫不是我的目的,那個只是方法之一。不要為了創新而創新。」賴建信認為討論公共政策的平台須由科學數據支撐,特別是面對氣候變遷這麼嚴重的挑戰,更得從案例中學教訓。他坦言,專業人士覺得簡單的事,非專業者可能根本不理解,但他還是傾向用理性與數據來溝通,勝過感性。

說著說著,他就說起數據了。「像今年上半年枯水期,我們遭遇有史以來很少的雨量。今年之前的大旱,是民國 104 年枯水期下了 606 毫米。我們今年枯水期降雨量只有 557 毫米,比 104 年還少,但沒有一公頃農地被公告停灌休耕。104 年的時候桃園有 34 天分區輪流供水,今年沒有一天。104 年的時候我們花了 20 幾億補償被公告停灌休耕的農地。今年高雄高屏溪流量最低只有 6.2 立方公尺/秒,遠比 104 年限水時的 8.1 立方公尺/秒更低,也沒有限水。」賴建信表示早在去年 10 月水利署就開始每天監看數據並分析,發現隔年(也就是今年)枯水期將面對巨大考驗,因此提前進行總量管制、區域調度。聽他這麼說,我也驚覺今年竟然沒有限水消息傳出。

賴建信受訪當天上午剛開完水情會議,會議中他跟同仁強調,不要以為五、六月一定是梅雨,七、八、九月一定颳颱風。要打破迷思,翻轉過去成功經驗。他表示 20 年來的氣候變遷研究顯示,溫度與海平面持續升高,降雨日數則減少,當全年的降雨量沒有顯著變化,代表氣象極端化。

「假設說還是沉浸在過去工作經驗裡,沒有在那個時間(指今年短暫的梅雨季)把水庫蓄到足,那就喪失了機會。」在 8 月中撰稿的此刻,我不免想起今年梅雨走得極快、太平洋高壓讓臺灣七月連續高溫、創下七月無颱紀錄,足堪印證。

賴建信強調,要在對的時間點儲蓄水源,不能只照以往經驗來判斷 ── 2017 年石門水庫。
圖/wikipedia

刨根究柢,歸零思考

談完對一般民眾、對利害相關團體,以及對水利署署內的溝通後,接下來我好奇的是水利署跟科學家之間的合作。水利署許多業務都需要科學家和工程師參與,先前已提到跟中科院合作水庫洩洪調控模擬的案例。除此之外,他怎麼看待科學在水利署工作中的角色呢?

署長認為水利工程要非常重視實務的層面。
攝/劉志恒

「坦白講我覺得現在很多做應用發展的人,都急著要去推動一個酷炫的展示系統,我覺得那個都沒有意義,或意義不大。」賴建信直陳感觸。他認為水利工程是應用科學中很重要的一環,非常實務導向,必須重視基礎研究,而不是加油添醋。

對於單純投入預算不斷委辦研發,但成果無效也無法規模化這樣的事情,賴建信也不以為然。強調目標導向的他,推動部會間的平台,針對重大議題合作。例如水利署與科技部合作,針對地層下陷,整合預算一起做研究,畢竟找到解答比各自閉門造車交出 KPI 來得重要。

「我們傳統水利人會從水的平衡的方式,或是地下水補注的角度去看這個問題。事實上它(地層下陷)是一個綜合諸多學門的問題。」賴建信說,從水利學角度切,跟從土壤力學角度切會不一樣,地質結構再加進來也不一樣。例如他想知道為什麼在水利署用各種方式介入後,彰化地區地層顯著下陷面積從百位數縮減到十位數公頃,雲林地區縮減的幅度卻沒有那麼快。

「我們自己找到一個理由,是因為農業使用沒有依照耕作期去供水的關係……但是我不認為到這邊這答案就滿足我。」賴建信便將臺北盆地以前地層下陷的狀況拿出來探討,從地質結構、年代、沉陷時間來看,是否能找到更好的答案。

「也許我們濁水溪的沖積扇地區 –這個我不懂– 在幾百萬年前的時候跟臺北盆地是完全不一樣的,這就會衍伸出不一樣的事情,包括重力的作用也是。」因此他找工程領域、大氣領域、地理領域的專家進行嚴謹的科學討論,並「反省我的詮釋方式裡,有哪些是我自己沒辦法去解釋的」。

像上述這樣追根究底是他,也是水利署工作的一部分,因此賴建信強調多想、多問,多歸零思考。他認為我們往往只是對一個問題稍微有點了解,就以為都了解了,但事實上不了解的東西,可能比了解的還多很多。

身為理工人,他認為念科學的同時保持對人的關懷很重要。不要因為科學發展,而對人感到疏離,因此建議理科腦多方涉獵歷史、文學、藝術等,對未來甚至考試也有幫助。「數學再好,看不懂題目也沒有用。再好的科學你寫不出來、沒辦法把你了解的事情表達出來,你也無從去跨域。」

像是最近大家關注的中國長江三峽大壩,或是日本的破紀錄連月大雨釀災,他認為工程師跟科學家應該要根據事實跟社會好好說明,而且也要坦誠「我們是用有限量的樣本數,去推估不可知的未來,更何況這個未來還正在受到氣候變遷影響。」當然,面對同樣甚至更劇烈的威脅,水利署也責無旁貸。

因此,賴建信再次強調:「我們的業務真的很多很雜,你(指水利署同仁)假如說自己有做事,我假如不依照數據和科學來做管理,看起來我們好像是度過了狀況,把工作處理掉,但那個工作、問題事實上都沒根本解決。」在這次訪談中不斷強調實事求是概念的賴建信,讓同樣身為公司管理者的我心有戚戚,但也很好奇水利署同仁心頭壓力的陰影面積。

的確,在水這個議題上,我想臺灣人都該清楚知道,任何敷衍了事、漫不經心,都會在某個時刻,報應在台灣的土地上。這不是威脅,而是科學。經過這次訪問,希望大家也能更了解水利署的工作,一同關注我們的生命之源。

後記:本來想要問水利署署長會不會水之呼吸,不過他回答問題時實在太認真了,太重視目標導向了,於是我就放棄了。
攝/劉志恒
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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 1203 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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人體吸收新突破:SEDDS 的魔力
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/03 ・1194字 ・閱讀時間約 2 分鐘

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本文由 紐崔萊 委託,泛科學企劃執行。 

營養品的吸收率如何?

藥物和營養補充品,似乎每天都在我們的生活中扮演著越來越重要的角色。但你有沒有想過,這些關鍵分子,可能無法全部被人體吸收?那該怎麼辦呢?答案或許就在於吸收率!讓我們一起來揭開這個謎團吧!

你吃下去的營養品,可以有效地被吸收嗎?圖/envato

當我們吞下一顆膠囊時,這個小小的丸子就開始了一場奇妙的旅程。從口進入消化道,與胃液混合,然後被推送到小腸,最後透過腸道被吸收進入血液。這個過程看似簡單,但其實充滿了挑戰。

首先,我們要面對的挑戰是藥物的溶解度。有些成分很難在水中溶解,這意味著它們在進入人體後可能無法被有效吸收。特別是對於脂溶性成分,它們需要透過油脂的介入才能被吸收,而這個過程相對複雜,吸收率也較低。

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你有聽過「藥物遞送系統」嗎?

為了解決這個問題,科學家們開發了許多藥物遞送系統,其中最引人注目的就是自乳化藥物遞送系統(Self-Emulsifying Drug Delivery Systems,簡稱 SEDDS),也被稱作吸收提升科技。這項科技的核心概念是利用遞送系統中的油脂、界面活性劑和輔助界面活性劑,讓藥物與營養補充品一進到腸道,就形成微細的乳糜微粒,從而提高藥物的吸收率。

自乳化藥物遞送系統,也被稱作吸收提升科技。 圖/envato

還有一點,這些經過 SEDDS 科技處理過的脂溶性藥物,在腸道中形成乳糜微粒之後,會經由腸道的淋巴系統吸收,因此可以繞過肝臟的首渡效應,減少損耗,同時保留了更多的藥物活性。這使得原本難以吸收的藥物,如用於愛滋病或新冠病毒療程的抗反轉錄病毒藥利托那韋(Ritonavir),以及緩解心絞痛的硝苯地平(Nifedipine),能夠更有效地發揮作用。

除了在藥物治療中的應用,SEDDS 科技還廣泛運用於營養補充品領域。許多脂溶性營養素,如維生素 A、D、E、K 和魚油中的 EPA、DHA,都可以通過 SEDDS 科技提高其吸收效率,從而更好地滿足人體的營養需求。

隨著科技的進步,藥品能打破過往的限制,發揮更大的療效,也就相當於有更高的 CP 值。SEDDS 科技的出現,便是增加藥物和營養補充品吸收率的解決方案之一。未來,隨著科學科技的不斷進步,相信會有更多藥物遞送系統 DDS(Drug Delivery System)問世,為人類健康帶來更多的好處。

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鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
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全球與台灣面臨怎樣的水資源困境?有解方嗎?【2023 臺灣國際水論壇】
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2023/12/14 ・3777字 ・閱讀時間約 7 分鐘

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本文由 經濟部水利署 委託,泛科學企劃執行。

人體有 70% 是水,而地球表面亦有 70% 被水覆蓋。「水」對人類來說,是賴以為生的必要資源,又因「水」相對容易取得,讓人們不易察覺水的珍貴。

在近年氣候變遷衝擊下,旱澇交替已成常態,經濟部水利署賴建信署長接受泛科學專訪時亦表示,依據聯合國政府間氣候變遷專門委員會(IPCC)第 6 次評估報告(AR6)分析,未來臺灣連續不降雨日數及最大暴雨強度將明顯增加,對於水資源及水環境帶來嚴峻挑戰。

具體來說,未來降雨將會更集中在特定時間與地點,在降雨地區造成更嚴重的洪災,讓非降雨地區的缺水情形更加嚴重。結果是降雨地區的水庫會不斷洩洪,無法有效收集雨水,而非降雨地區的水庫又會完全沒水。

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這情景也預示著我們平常容易取得的「水」,將轉變為更稀缺珍貴的資源;然而,水又是人生存所必須,若現在不採取行動,水資源終將成為人類生存的最大束縛。

為了讓企業、政府、學術單位能更重視未來所面臨的水資源問題,水利署於 10 月 23 日舉辦的「2023 臺灣國際水論壇」以「水未來」(Vision for Water)為主題,針對「水與企業永續」、「水與能源鏈結」、「水與自然解方」、「水與減碳科技」,希望形成創新的漣漪,向外擴散,激盪出國內外產、官、學界合作契機。

由於氣候變遷,看似唾手可得的乾淨用水,已逐漸成為稀缺資源。圖/Pexels

而擔任「水與ESG-厚植企業永續競爭力」場次的講者,是來自東海大學國際學院永續科學與管理學士學位學程的 Aleksandra Drizo 教授,她以數據與實際案例,揭露水資源短缺到底有多麼迫在眉睫。

全球有35億人,沒有安全與衛生的水可用

Drizo 指出,聯合國 2023 年公布的 SDGs 第六項「確保所有人都能享有水、衛生及其永續管理」報告中,指出世界上 35 億人缺乏乾淨用水與基本衛生條件,並強調:「獲得安全用水,環境衛生和個人衛生是人類健康與福祉的最基本需求。」而若要達到 SDGs 的 其他目標,又以第六項為最重要的核心,因為唯有確保人人都能用上乾淨的水,才有路徑完成其他目標,例如:第二項「終止飢餓」,就必須在確保有穩定乾淨的水源情況下,才可能達成。

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水資源為 SDGs 中的核心,所有指標與其息息相關。圖/Aleksandra Drizo 簡報
聯合國 2023 年的報告指出, 2022 年仍有 35 億人沒有乾淨用水與衛生環境,其中 19 億人連基本用水門檻與衛生條件都無法達到。圖/Aleksandra Drizo 簡報

Drizo 進一步指出,近幾十年來,儘管在改善飲用水和衛生條件方面有所進步,但仍有大量人口無法獲得安全飲用水和基本衛生設施。根據聯合國發布的 《Development and Globalization: Facts and Figures 2016》 資料,從 1990 年到 2015 年間,全球人口增長了 26 億,對水資源的調度與供給造成了巨大壓力。而在 2023 年世界衛生組織提供的乾淨飲用水調查資料中,直到2022年,仍有 22 億人口無法獲得安全飲用水,也與前面聯合國 2023 年的調查報告呼應,再次呈現水資源問題日益棘手的趨勢。

根據聯合國發布的 《Development and Globalization: Facts and Figures 2016》 資料,從 1990 年到 2015 年間,全球人口增長了 26 億,而未開發國家有近三分之一的人,無法確保乾淨用水。圖/Aleksandra Drizo 簡報

水資源困境並非全是全球人口成長惹的禍,全球氣候變遷造成更加頻繁的極端天氣事件,正讓全球面對過往不曾出現的乾旱。《衛報》2022 年報導歐洲面臨前所未見的熱浪與旱災,法國、荷蘭、比利時、瑞士、義大利、西班牙的河流,已經能直接看到河床,當時西班牙政府宣布限水,表示全國儲水量已達歷史新低,只有總儲水量的 40%,且每周都以 1.5% 的速率持續下降。

2022 年歐洲各地都傳出規模不一的旱災災情,如今西班牙缺水問題仍持續影響當地人民的生活。圖/Aleksandra Drizo 簡報

如今全球氣候變遷造成的水資源問題,也逐漸成為常態,《紐約時報》2023 年 10 月報導,如今西班牙仍處於缺水中,西班牙南部的水龍頭已經流不出水了,甚至連水井都已經枯竭,不只農業無法正常發展,民眾還必須仰賴水罐車或罐裝水維生,根據西班牙政府的報告,若缺水成為常態,則本世紀末將有近 74% 的西班牙國土,將面臨沙漠化的問題。

臺灣也面臨缺水問題

臺灣也未能逃離缺水的命運。2021 年春天,發生了 56 年來最嚴重的乾旱,當時外國媒體全都持續關注這場旱災,深怕缺水影響新竹科學園區的產線。而水利署搶先在 2021 年開通的「桃園—新竹備援管線」,從桃園每日調度 20 萬噸的水給新竹,才讓外媒的擔心沒有成真。

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2021年臺灣大缺水,外國媒體都十分關注。圖/Aleksandra Drizo 簡報

此外,臺灣水污染與地下水過度開採也導致水資源匱乏。要扭轉這一局面,則需要從多方面著手,水利署也已經開始建置相關工程並陸續投入使用,例如:高屏溪的「伏流水」與臺中水楠經貿園區淨化污水再利用的「再生水」,為地方開創多元水源,創造更有保障的用水環境。

Drizo 表示,臺灣的水庫也因氣候變遷面臨「優氧化」問題。由於水庫的水停滯過久,營養物質(氮和磷的化合物,相當於肥料)逐漸累積在水中,加上近年溫度上升,讓水中藻類與浮游生物孳生。在 2023 年的水利署水質檢測報告中,全國 20 個主要水庫中有 8 個水庫的水質已經優養化,這些優養化的水會對淨水廠造成額外負擔,而過濾出來的廢棄物處理也是個難題。

2023 年 7 月,水利署發布的水質調查報告指出,臺灣水庫有水質優養化問題。圖/Aleksandra Drizo 簡報

而 Drizo 針對優養化問題,提出以自然為本的解決方案(Nature-based Solutions, NbS)),並分享過去在各地施行的案例,例如:在 2009 至 2011 年與屏東科技大學的研究計畫,架設的社區小型污水淨水廠,以及用在美國俄亥俄州的農業污水淨水方案。最後 Drizo 分享了將廢棄物轉化生成富營養肥料等高附加價值產品的相關技術研發。也就是說,在淨水的同時,還能把廢棄物轉換為有價值的肥料,這不僅可以提高水資源利用效率,也具有重要的環保意義。

Drizo 的演講代表了學界在水資源問題上的重視,也提到了水利署正一步一腳印地改善臺灣用水環境,那麼身為用水大戶的企業,又有什麼作為呢?

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企業面臨的永續發展難題

臺灣美光記憶體的環安衛、風險管理暨永續發展處處長江頴俊在「水與ESG-厚植企業永續競爭力」場次分享該公司的實際經驗,臺灣美光記憶體透過「綠色基礎設施」、「流程優化」和「設備更新」的措施,成功達成每一滴水重複利用三次的目標,這項措施每年節省約 6000 萬立方公尺的水,相當於 6500 座奧運游泳池的水量。

然而,像美光這樣能提出具體目標與可信成果的企業並不多見,一同演講的法國北方高等商學院基礎建設研究中心 (EDHEC infra)的資深研究工程師 Nishtha Manocha,則說明大部分企業的永續發展目標缺乏 「設定具體可行的環保目標」以及「準確量化環保成果」。

許多企業的永續發展目標僅停留在概念階段,並沒有具體的達成路徑與量化檢核指標,這種模糊不清的目標將無法帶領企業持續行動。而更嚴重的是在量化成果這塊,目前企業仍多以內部數據來評估成效,缺乏第三方機構的驗證,資料的真實性可能會遭到質疑,也衍生出了「漂綠」的相關問題。

同場演講者—資誠聯合會計師事務所所長暨執行長周建宏,則表示「永續發展」已經是熱門的投資標的,投資人也害怕自己把錢給了「漂綠」的公司,最後虧得血本無歸。因此,在投資人的引導下,企業的永續發展目標會更為清晰,加上相關監管機構陸續成立,企業勢必將花更多心思在財報與資料呈現上,不能再打著永續發展的大旗,來跟投資者畫大餅。

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打造全球水未來

在「水與ESG-厚植企業永續競爭力」這場演講中,我們看到政府、企業、學界一同合作,共同討論如何解決水資源匱乏的難題。無論是學界針對水質優養化問題所提出的解決方案,抑或是透過投資人監督,讓企業能落實永續發展目標,都能看見世界正迅速朝永續水資源管理轉型。然而,各項監測指標仍顯示氣候變遷亦在加速,將我們推入未知領域,我們必須加快行動,才不會讓更嚴峻的水資源稀缺成為未來世代的枷鎖。

參考文獻

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氣候變遷讓缺水、淹水更嚴重,臺灣做好準備了嗎?——專訪水利署賴建信署長
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・2023/10/31 ・3262字 ・閱讀時間約 6 分鐘

本文由 經濟部水利署 委託,泛科學企劃執行。

「30年後,我們將面對更嚴峻的缺水考驗。」水利署署長賴建信接受我們採訪時坦承地說。

水利署署長賴建信

近年,全臺西部地區都曾遇過「供五停二」的停水措施,,缺水問題更早已是全球問題。根據 2021 年發表在 Nature Communication 上的論文,2016 年全球有 9.33 億的城市人口面臨缺水問題,約為總人口的 12 %;依據過往趨勢推測,至 2050 年,全球將有 16.93-23.73 億的城市人口面臨缺水問題,相當於 2050 年總人口的 17%-24%。

為什麼全球缺水問題會如此嚴重呢?賴建信署長認為首要是「氣候變遷」改變了降雨強度與頻率,並舉生活中的經驗來說明氣候變遷:

「生活在臺灣地區的我們,會感覺到最近好像很久都不會下雨,然後不下雨的時候很熱,但一下雨,雨滴大到打在身上都會痛。」而近期紐約暴雨造成地鐵淹水癱瘓,也是氣候變遷造成的。

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氣候變遷讓降雨更加極端

賴署長說:「可以說以後的降雨會非常集中在特定某幾天。就像剛剛講的,就是突然暴雨,然後接下來一個大乾旱。 」

無論是缺水還是淹水,氣候變遷造成的影響都不容忽視,賴署長表示,不只是降雨頻率會更低,降雨地區也會更加不平均,降雨的強度也會有所提升。

依照聯合國政府間氣候變化專門委員會最糟糕的預測(SSP5-8.5),到了這個世紀中,臺灣暴雨強度會比世紀初提升 20%,世紀末會提升 40%,即便是最優預測(SSP1-2.6),也會在世紀中提升 15.7%。

據上所述,氣候變遷讓全人類無法迴避「降雨不均造成的地區性缺水」,以及「降雨強度提升造成的地區性水災」這兩個問題。雖然個人、企業與政府都為了減緩氣候變遷有所作為,但賴署長也表示,我們該「從科學擁抱殘酷現實,對未來做最壞打算」。

簡單來說,若所有締約國都遵守聯合國氣候變遷大會(COP)的決議完成減碳工作,那氣候變遷也只是不再加劇,並不會立刻恢復到過去的型態,而只要有其中幾項沒有達成,那全世界就得面對更嚴峻的情況。

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回到開頭賴署長所說的 30 年,我們還有時間做好基礎建設,降低氣候變遷對人民造成的影響。「從2016年開始,我們就思考這些問題,思考說臺灣未來面對的自然環境,我們應該如何因應、構築一個怎麼樣的未來。所以當時我們就開始思考包括區域調度、多元水源等相關計畫。」

賴署長提到的「區域調度」相關計畫,即是目前正在進行的「珍珠串計畫」。

地區性缺水解決方案—「珍珠串計畫」

「珍珠串計畫」預計把台灣西部像珍珠一樣珍貴的水源,用聯通管線串聯起來,讓珍貴的水資源可以妥為應用。

臺灣降雨時間和空間差異極大,桃園至屏東等西部地區,在 5 月至 10 月是豐水期,11 月到隔年 4 月是枯水期,然而北北基與宜蘭等東北地區,卻是完全相反,10 月至隔年 4 月有東北季風帶來的豐沛雨量,此時若能將東北地區的水調度至西部地區,將能緩解西部地區缺水。而未來面對更加極端的降雨情況,也能提供一定的支援。

珍珠串計畫的聯通管線預計將在 2028 年全數完成,而在 2021 年旱災中搶先開通的「桃園—新竹備援管線」,從桃園每日調度 20 萬噸的水給新竹,在旱災期間總計調度 2300 萬噸,約是 0.6 座寶山第二水庫的蓄水量,不僅讓新竹地區免於限水所苦,也讓新竹科學園區的科技業能維持生產。

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寶山第二水庫。圖/Wikipedia

不僅管線串聯,更要開創「多元水源」

有了聯通管串聯,就能解決缺水問題嗎?賴署長給出否定答案:「如果只有一種供水方式,突然有意外就完了。當然要有多股水源,多條管線。」

過往開發新水源,直覺想到的是蓋水庫,不過蓋水庫不僅要謹慎評估該地是否有充足水源,考慮安全性及經濟性是否合理,更要謹慎評估對環境生態的影響,通常一座水庫從規劃到興建完成,需耗時數十年的時間。

為了因應氣候變遷與逐步增加的用水量,水利署目前已朝「多元水源」的方式來尋找新水源,像是南化與寶山第二水庫藉由「溢流堰加高」擴增蓄水量,臺中水楠經貿園區淨化污水再利用的「再生水」,以及以及高屏溪的「伏流水」與新竹的「海淡水」,這些多元水源將與水庫水、川流水及地下水等傳統水源共同支撐起全臺用水。

此外,水利署也正想辦法讓洪水資源化,臺灣山高水急,大雨過後的洪水大部分都流向大海,只有少部分可被水庫收集,像是「河槽人工湖」就能增加收集水量,來供應日常使用,或補注超抽的地下水。

地區性強降雨解決方案—從「不淹水」轉變為「耐災韌性」

受氣候變遷影響,近年臺灣短延時強降雨頻率提高,低窪地區或排水系統也時常發生淹水,顯現目前臺灣防洪工程的不足。

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過去臺灣由於預算有限,治水策略多以建護岸、堤防或下水道為主,然而這種作法有其極限,即便已完成防洪工程的區域,也未必能面對未來極端降雨的情況,為此,水利署改變過往治水策略,從「不淹水」轉變為「耐災韌性、與水共生」,而在多年來中央與地方政府的聯合推動下,各地開始邁向「逕流分攤」的方式來治理水患。

「逕流」是指下雨時地表土壤無法吸收的水份,在地表形成的水流。「逕流分攤」是在淹水較為嚴重的河段,於新建(或改建)公共設施時,以不妨礙設施功能,建設洪水期間可收集逕流的滯洪池。此外,為提升土地耐淹能力,「出流管制」政策也要求開發單位,必須提升建築物的透水、保水與滯洪能力。

以日本東京鶴見川為例,由於東京市的發展,導致土地保水、滲透能力降低,洪水尖峰流量增加,更容易發生淹水。為此日本將橫濱日產體育館建置成兼具滯洪功能的公共設施,來應對鶴見川的洪峰流量,館場下方的滯洪池高度高達五公尺,平日則作為停車場使用。

橫濱日產體育館。圖/Wikipedia

「我們希望所有的土地都能更有效地利用,例如我們學校的操場,如果下面是一個蓄水池,那大雨下來是不是就不容易淹水了?」賴署長表示,近期開工的鹿港洛津國小的地下停車場兼滯洪池工程,正是「逕流分攤」的案例。

風暴將至,我們能做好準備嗎?

賴署長略為嚴肅地說:「我不期待氣候型態會回到 30 年前。」並重提了在 IPCC 的最優預測(SSP1-2.6)下,臺灣仍必須在 2050 年面對暴雨強度提高 15.7% 的情況。

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無論我們怎麼做,風暴已確定到來,那麼我們能事先做好準備嗎?賴署長說:「我認為我們能做到的,是使用適當的方法趨吉避凶。」隨著科學進步,模擬變得越來越精準,但終究還是預測,存在不確定性,雖然 2050 年最優預測是暴雨強度提高 15.7%,但上限呢?真的就只有前面提到的 20% 嗎?賴署長提醒我們要面對氣候變遷的現實,並在面臨風暴來臨之前做好準備,這個準備不只要能面對預估強度,更要有足夠的韌性,來面對超越預期的情況。

最後,賴署長說:「每個巨大的改變,一定是從一個微小的生活習慣,比如說開始固定運動,或是固定減少能源浪費。」也許現在看來微不足道的小動作,都將是未來的「重要一步」,就像蝴蝶效應一樣。

相信科學數據,擁抱不確定性,積極做出因應,這不僅是賴署長個人的想法,也是水利署全體的信念,唯有如此,才能在超乎預期的「風暴」來臨之前,做出最好的選擇。

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