第二章：水資源

1. 第二章：水資源

2. 一、世界水資源的分布 • 1.水資源特性 • (1)水循環→可更新 • (2)珍貴有限：水源分配時空不均、人口增加、經濟成長 • (3)江河、湖泊、井、泉、潮汐、港灣和養殖水域等的水體，其更可推廣至人類控制並直接供灌溉、發電、給水、航運、養殖等用途的地面水與地下水。

3. 水資源的空間分布 受地形、氣候影響，空間分布差異極大。 全球水資源圖 各區受人口、經濟發展程度影響，衍生出不同水資源問題。

4. 2人類可利用的水資源占地球上總水量的比例很低（0.8％）2人類可利用的水資源占地球上總水量的比例很低（0.8％）

5. 總體積： 海水+淡水約13.86億立方公里 其中淡水僅佔約3%，主要儲存在： • 冰河<不易開發使用> • 河湖、地下水等水體<常用淡水資源，僅佔0.8%>

6. BOX 水體更新週期 水圈中因有不斷往復的水循環運動，使得海洋中的水量能長期保持平衡，且陸地上的各種水體得到補給。此外，各種水體在循環過程中，都在自身淨化和不斷更新，但更新週期相差懸殊（如右表），如河川更新週期為16天，則其一年的流通率為365 /16，流通量＝河川水蘊藏量 × 365 /16。 各種水體的更新週期表

7. 常用淡水資源 • 地下水 世界超過1/4人口的日常用水仰賴地下水。 衍生問題： 超抽地下水、土壤鹽鹼化等。

8. 3水資源量的評估：每人每年降雨量（立方公尺／人／年）（淡水）3水資源量的評估：每人每年降雨量（立方公尺／人／年）（淡水） • (1)可更新水資源量的估計主要為一地的降水所產生的河川逕流量與地下水補注量；其估計不易，因為一地的降水之外，還要剔除蒸發、人類不當利用產生的水汙染等，故國際上常以每人每年降雨量（立方公尺／人／年）為標準。

9. (2)臺灣每年平均降雨量為 2,510 公釐，算成水量大約為 905 億立方公尺，是世界平均值的 2.6 倍，屬於降雨量豐富的地區之一。但由於受到降雨時間與空間上的限制，再加上人口密度高，使得每人平均分配到的水資源量，只有世界平均值的 1／3～1／2 左右，使得我國成為全球排名前 20 位的缺水國家，屬水資源利用潛能不高的地區之一。

10. 4世界各地水資源短缺的情形： • (1)國際上慣用 1,000 立方公尺／人／年的水資源量作為缺水的參考標準 • (2)缺水地區（water scarcity）：北非、西亞、阿富汗等 • (3)緊水地區（waterstress）：非洲中部大部分地區、歐洲中南部、南亞、中國等地

11. (3)2050 年時可能出現長期缺水之國家，這類國家多集中於西印度群島、大多數的非洲、西亞、南亞與東歐。 • (4)凸顯水資源缺乏問題有加重的趨勢，水資源日益缺少也是一個全球性議題。

12. 補充：設址於斯里蘭卡的「世界水政府組織」（ International Water Management Institute ）對於 2025 年全球可能的缺水區的預測，其將全球分為自然性缺水、經濟性缺水與不缺水地區

13. 二、 水資源的開發與利用—— 乾燥地區濕潤地區的個案 • 1水利設施：與水資源利用有關的系統，舉凡河、海堤防、護岸，水、輸水、排水等設施、渠道、橋樑涵洞、水庫壩體及其附屬建築物均屬之。

14. 水利設施的興建目的： 增進水資源開發與利用 總量： 全球約有5000立方公里水儲存於水利設施中，比1950年成長7倍。 翡翠水庫

15. 2.水利灌溉系統：人工引水使之發展農業的系統2.水利灌溉系統：人工引水使之發展農業的系統 • (1)多發展於年雨量 500 公釐以下的地區，或是濕潤氣候的稻作區。 • (2)灌溉方法包括建立運河渠道、田間溝渠、地面管線、水車、滴灌系統，以及早期的水塘、堤堰，近代的水壩、水庫、地下水井等。進行灌溉亦附帶有清理、整地、提升地力的功能。附加排水設施，可防水患；近代水庫亦可收防洪、發電之效。 • (3)降水季節分布不均→蓄水（挖築埤塘、建造水庫） • (4)鑿井取水

16. 3 水利灌溉系統 • 乾燥氣候區：以多濟寡 • A新疆、西亞、北非：坎井 • B尼羅河流域： 水閘、堤堰、圳渠

17. C科羅拉多山麓平原、德州西北牧地： 開發地下水、配合機械噴灌，多元利用 • D杜拜利用海水淡化開發水資源 • E中國南水北調：跨區引水

18. 跨區飲水的其他例子 • 跨區引水在古代早已實行，但距離較遠、規模較大的跨區引水則要至 1960 年代才見。全球較大規模的跨區引水的國家有巴基斯坦、美國、印度、昔日的蘇聯、澳洲和西班牙等國，但除巴基斯坦的西水東調工程年調水量較大（ 148 億立方公尺）、美國加州的北水南調工程輸水線路較長（900 公里）外，其餘的工程規模都較小，年調水量一般都不超過 50 立方公尺，工程投資費也僅幾億美元。這反映出各國對大型調水工程的實施都很慎重，因為大型調水工程是一項極複雜的任務，需要研究的問題很多，如調水線路的選擇、工程技術問題、投資與經濟效益，對自然環境和社會環境的影響、與調水有關的政策與法律問題，以及國家經濟力量和技術水準能否適合的問題等。

19. 規模較大的葉尼塞河、鄂畢河到鹹海、裏海的調水工程，年引水量 5,000 億立方公尺，這個調水構想在 1930 年代時就有人提出了，但到目前還在進行科學研究。美國現正在規劃的調水方案有 13 個，其中規模最大的調水方案是分別從阿拉斯加和加拿大調水（經五大湖水系）到美國西部各州和墨西哥北部，該項工程的基礎建設投資預計每 10 億立方公尺的調水量需 7.5 億美元。由於投資量巨大，調水工程對自然環境影響的研究還不夠，故不少人認為這類大型的調水工程還需要從長計議。

20. (2) 濕潤氣候區： 儲水以分配供各季使用，以臺灣為例 • A修築埤圳→ 如： 八堡圳、嘉南大圳、石門大圳 • B成效： 粗放旱作→ 水稻一年兩穫

21. 4 水資源利用會發展成為環境生活哲學：如雲南麗江古城的三眼井

22. 4. 、供水系統 • （1）定義：指將水經過處理後分配至各用戶的各項設施 • （2）設施項目：原水集取→輸水→淨水處理→配水→加壓、儲存

23. （3）全球仍有使用不潔用水的人口

24. 三、用水類型 • 1 定義：人類用水的狀況 • 2 用水類型 • (1) 依來源來分 • A地面水－ 目前世界多數人利用的水源

25. B地下水－ 抽取量與日俱增（ 人口增加、開發技術進展）

26. C淡化海水－ 比例極低（ 成本昂貴， 多應用於水資源極度缺乏且富產石油之國家）

27. 國際海水淡化協會一位負責人表示，全球已有 120 個國家進行海水淡化，共計1.36 萬的海水淡化廠，每天生產淡化海水 2,600 萬立方公尺，世界上通用的兩大海水淡化技術是蒸餾和反向滲透；蒸餾是將海水煮開後讓其蒸發冷卻，反向滲透技術是強迫海水通過細密的薄膜，把鹽從水中分離出來。如果將蒸餾和反向滲透技術結合起來，可大大降低海水淡化的成本，每立方公尺淡化海水的成本將從目前大約70 美分降到 50 美分。

28. 淡化的海水是安全而可大規模發展的水資源嗎？淡化的海水是安全而可大規模發展的水資源嗎？ • 　　在水資源短缺迫切的今日，海水淡化成為一項熱門的解決方案。但是世界野生生物基金會（WWF）新出爐的一份報告表示，這種取水方式對環境衝擊大，包括惡化全球的氣候變遷。WWF 全球淡水計畫主任皮托克說：「海水淡化是一種昂貴、能源密集、且會製造溫室氣體的取水方式。」他認為，海水淡化雖然對於世界未來的淡水供給可能有其價值，但目前，各地區仍有更便宜，且對環境傷害較小的供水方式可優先採行。 • 　　研究報告表示，海水淡化近年來急速成長，成為已開發地區和許多開發中地區的重要新水源。然而，海水淡化對環境的影響不一而足，包括破壞珍貴的海岸棲地、累積高鹽度的廢棄物、增加溫室氣體的排放等。報告說，當今舉世對海水淡化廠的迷思，就如上個世紀中期對水壩的迷思，只熱衷於取水，而不見未來的環境代價，也忽略了其實有更根本的環保解決方案，例如水源保育、提升用水效率和水回收再利用等。許多最密集使用海水淡化的地區，都有破壞自然水資源尤其是地下水的紀錄。

29. WWF 報告估計：阿拉伯灣地區淡水需求的 60％ 都來自海水淡化；澳洲西部城市伯斯則打算以此供應 1／3 用水；西班牙把海水淡化水的 22％ 用在農業上，比例為全球最高。WWF 呼籲，管理用水需求以及對大型工程進行影響評估，都必須及早進行，否則造成無法彌補的環境破壞和財政透支，都得由人民買單。 • 資料來源：環境資訊中心。2008 年 7 月 30 日，取自 • http://e_info.org.tw/taxonomy/term/1357

30. D雨水回收再利用 優點： 充分利用天然雨水， 達到最大節水效益。 EX. 瑞典國際開發署（SIDA）協助衣索比亞農業部建立雨水收集系統，提供許多家庭維持長達5個月的飲用水。 典型的家戶雨水收集系統示意圖

31. (2) 依用途來分 • A農業灌溉－用水超過 2／3 以上， 且以開發中國家用水最顯著 • B工業、家庭－ 歐洲、北美等工業發達國家， 工業用水比例略多於農業用水

32. 四、水資源開發與利用對環境的影響

33. （一）地面水 • 1 水庫 • 全球水庫的分布

35. (2) 興建水庫的經濟效益 • A為附近的地區提供自來水及灌溉用水 • B利用水壩上的水力發電機來產生電力 • C與運河系統結合為水利設施。

36. (3)水庫的不良影響 • A造成大量居民生計與遷移安置的問題。 • B破壞和改變流域生態系統特有的功能和結構。 • C淹沒文物古蹟或造成原有自然景觀觀賞價值的損失。 • D衝擊當地的傳統文化。 • E改變泥沙的自然輸出，造成下游河床、河口海灣氾濫平原的縮小以及海岸線遭 • 侵蝕。 • F河川自淨能力降低，水庫區水質產生優養化或毒化。

37. G下游河川斷流，威脅河口與濕地等生物棲息地，導致植被或生物種的減少或毀滅。G下游河川斷流，威脅河口與濕地等生物棲息地，導致植被或生物種的減少或毀滅。 • H大壩下游河道下切、河岸遭侵蝕及河、海口水中鹽分增加。 • I有可能誘發地震及庫區塌方、滑坡。 • J灌溉引起土壤肥力損失、加重鹽鹼化。 • K促進外來物種的侵入導致生態危害。 • L誘發與水體有關的若干傳染病。

38. （二）地下水 • 1.優點：缺蘊藏量豐富，水量與水質較穩定 • 2.缺點：地下水循環速度慢，每年更新的水量少 • 過度抽取地下水→地下水位下降 • A水井乾涸 • B地層下陷 • C海水入侵 • D水質惡化

39. (2) 地下水使用的實例： • A墨西哥城

40. B臺灣的屏東縣佳冬鄉 • 佳冬鄉是屏東縣 8 個客家鄉鎮之一，卻擁有一半的閩南人。客家人聚居處擁有全屏東縣最多的古蹟，閩南人聚居處卻有著全臺難得一見的地層下陷奇景。1979 年間，養殖漁業興起，此區盛行淡水養殖，居民於是超抽地下水，造成塭豐和焰塭兩村地層下陷達 2.5 公尺，雖然經過整治，地層已不再下陷，村民也改採海水養殖，但房屋下陷一半以上、墳墓泡在水中、堤防布滿抽海水的水管與電表，形成佳冬鄉特殊景觀，而這些也都被鄉公所開發為觀光景點。

41. (三)乾燥區的灌溉問題 • 1.目前用水量增加： 人口增加、產業發展 • 2.問題 • A大量抽取深層地下水→ 地下水枯竭 • B地面水→ 生態、環境產生變化 • 3.例子：中亞鹹海、查德湖的變遷

42. 中亞鹹海 • 中亞的鹹海自一九六七年起的四十年來縮減了七十五％。左圖為鹹海一九八九年年中的面積，右圖則是二○○三年八月的景況，十四年來的變化，明顯可見。（摘自網路）

44. 查德湖 位於查德、喀麥隆、奈及利亞和尼日等國交界處， 是一座淡水湖。其湖底平均海拔高度 280 公尺，平均水域面積 1,540 平方公里，水體蓄容量 72 立方公里。查德湖在 1960 年代時還是一個超過 2 萬 3,000 平方公里的大湖，但後來因為雨量減少、加上人類大量截取水流作為灌溉民生之用，查德湖面積不斷縮小，1980 年代萎縮不到 2,000 平方公里。

45. 一個廣大的濕地環境在短期內縮小，對環境的影響很， 包括漁業衰退、缺水嚴重、土壤鹽鹼化、農畜減產與生態浩劫。

46. （四）水汙染 • 1.來源 • A產業活動 • B家庭廢水 • 2問題：優養化、水質惡化、農地污染

48. （五）、水權紛爭 • 1 水權紛爭的原因： • (1)不同用水類型之相對耗用量 • (2)集水區上、下游或集水區內外的地區之間 • 2 水權的意義：宣告優先使用水資源之權限

49. 3由於水資源具有隨機性、流動性、不可替代性、功能多樣性，許多國家規定水資源使用權利歸全民所有。政府為有效利用、管理水資源，以維護居民健康、生態環境，並促進社會經濟發展，以產權為基礎建立各項水資源管理制度，即管制民眾使用水的措施架構便稱做水權，稱為水權制度。3由於水資源具有隨機性、流動性、不可替代性、功能多樣性，許多國家規定水資源使用權利歸全民所有。政府為有效利用、管理水資源，以維護居民健康、生態環境，並促進社會經濟發展，以產權為基礎建立各項水資源管理制度，即管制民眾使用水的措施架構便稱做水權，稱為水權制度。 • (1) 澳大利亞的「河岸所有權」制度：毗鄰水體、水域的土地所有者，有權使用水資源。其特色為: • A水權與土地所有權緊密聯繫，當土地被出售，水權便轉移到新的土地所有者手中。 • B許可證具有相同地位，沒有先來後到的差異；缺點在於水權不能獨立交易和轉讓。其後修法允許水權與土地分離，單獨出售，以便在市場機制下，做更高價值的應用。

50. (2) 美國「用水優先權」制度：由於美國西部較為乾旱，河流水量之年變化率、季節變化率均大，故成立此制度。除有「先來後到」的區分外，水資源須與被灌溉的土地作為一個整體同時出售，由於產權界定明確，水價值大增。各區並成立互助組織，直接劃分水權或依據淨用水量來決定水。水進入貿易市場的先決條件是：必須用於諸如灌溉、開採金礦⋯⋯等產業活動，且須遵循優先權，按比例取用。