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撰文 / 文 /汪中和
圖 / 文 /汪中和

        根據聯合國預測,2011年底前世界人口將會突破70億,到2050年可能會增加到90億。由於氣候暖化導致的降雨極端性升高,地球上現有水資源分布更不均勻,將難以滿足日益增加的人口需求,因此21世紀將是個「搶水」的世紀
圖01:台灣的島嶼地形四面環海,不與他國接壤,沒有與他國分享水資源的難題。
〈花蓮和平海岸〉,小嵐,年份:2010,臺北:國立台灣大學地質科學系。

        台灣在未來世界性的水戰爭中,算是相對幸運的國家;因為我們四圍環海,沒有與其他國家接壤,所有降在島上的雨水都是大自然賜給我們的寶貴資產,不用與他國分享。雖然台灣與世界各國一樣,在暖化的環境中,面臨水文極端性升高的難題,但是平均每年900億噸的降雨,仍是絕大部分國家非常羨慕的天上之水。例如,位在中東以色列的年雨量就只有我們的1/12,也就是大約我們1個月的降雨量而已。
        台灣水資源在1980年以後,因為氣候暖化造成的水文極端性,已經在中南部衍生出地表水供應不足,並且地下水嚴重超抽的問題。未來氣候變化更趨極端,降雨量的掌握更形困難,怎麼辦?答案就在我們自己的土地上
圖02:縱貫南北的脊梁山脈是台灣天然的綠色水庫。
合歡山〉,阿德,年份:2010,臺北:國立台灣大學地質科學系。

        台灣有1/3的面積屬於海拔高於1千公尺的山區地形,縱貫南北的脊梁山脈是台灣天然的綠色水庫,也是寶貴水資源的蘊藏地。在豐水期的季節,這個綠色水庫就默默的儲蓄雨水;在枯水期的時候,儲藏在綠色水庫的地下水就透過地形的梯度,以及重力的導引,緩慢地釋放出來,滋潤乾渴的河川與大地。
        當台灣中南部平原地區的地下水由於人為的汲取呈現透支的情況,地表水又無法提升供應量的時候,山區地下水就是台灣未來的救命水,也是可以永續經營的地下水資源寶庫。
        二十世紀初期,日本人在屏東種植甘蔗以經營糖業的時候也遇到同樣的困境。當時在林邊溪附近的萬隆農場,每遇豐水期就氾濫成災,河水混濁,難以運用;到了枯水期卻又河床枯竭,無水可用。日本台灣糖業株式會社工程師鳥居信平為解決這個問題,先進行數年的基本水文調查,然後提出「地下堤堰取水工程」的方案。
        這個有創意的方案是在林邊溪上游,也就是現在來義大橋上游約100公尺處,挖開河床,在垂直河流的方向,興建可以攔水和汲取伏流水的梯形結構物,一般稱作「地下堰堤」,或是「集水廊道」,再加上半圓形集水暗渠、拱形導水隧道、集水塔等建物,將經過河床砂礫石層天然過濾的伏流水攔截收集,經過輸水系統,送到下游的萬隆農場。
        林邊溪地下堰堤是在1921年1月開工,至1923年5月完成了堰堤主體及導水系統,後來就稱作二峰圳。完工初期,豐水期(6到11月)每日的出水量可達25萬噸(相當於目前興建中的湖山水庫),枯水期每日的出水量平均也有6萬多噸,可說是非常理想,一下子就解決了萬隆農場的問題。由於地下堤堰收集的是過濾的伏流水,即使在暴雨和颱風季節,林邊溪河水十分混濁時,二峰圳流出的水依然非常清澈
圖03:1947年,省議員林壁輝提案修補林邊溪萬隆堤防,提案書中言明:查高雄縣林
邊溪上流萬隆堤防…於民國三十五年雨期被洪水沖壞數處…〈台灣省參議會提案書〉
年份:1947,南投:台灣省諮議會。

       
圖04:近年由於河水沖刷,橫跨河床的攔水梯形結構物已經出露,需要整修保護。
〈二峰圳〉,汪中和攝,年份:2008,台北:數位島嶼。二次大戰期間,人力物力短缺,維護困難,加上河床及地下水位下降,堰堤主體局部出露,被河水沖刷損壞,以致出水量大減。最近南部雨季時,颱風豪雨連連肆虐,二峰圳又遭沖毀破壞,情況更不佳,極待有關單位採取適當措施,來保護這個有意義的水利建設。即使是如此,目前二峰圳每日的平均出水量仍達8萬多噸(最枯的三月,每天可供應2萬多噸;最豐的八月,每日可取水13萬噸),也就是每年可供水3千萬噸,功能相當於一個小型的水庫,持續提供台糖公司萬隆農場灌溉,以及附近村落的生活用水。更重要的是,二峰圳過濾的水質甚佳,不需要再經過昂貴的處理費用,就可以直接引用。
        從二峰圳的案例可以看出,地下堰堤相較於地表的水壩有幾個優點:(1) 以地層為天然水庫,沒有淹沒區,對環境衝擊非常小;(2) 不用構築壩體蓄水,沒有潰壩的風險;(3) 伏流水經過河床地層過濾,水質優良穩定;(4) 埋設於河床下,無需大壩、後池堰、淹沒區等大面積的用地需求;(4) 使用面積小,不易受洪水、淤沙及人為破壞,又可以藉重力傳輸到下游地區。因此,地下堰堤的興建成本大幅低於傳統的地表水庫。再以林邊溪集水區面積來說,只有約122平方公里,岩磐又遍佈地表,河床堆積層狹窄,從傳統角度來看,蓄水能力十分不良,不是築壩蓄水的優良場址。然而,二峰圳的開設,打破了過去的迷思,為台灣的水資源運用開啟了另一個方向。也就是利用山區源源不絕的伏流水,作為在乾季與雨季二個極端之間的有效調蓄工具
圖05:林邊溪上游集水區面積小,岩磐遍布地表,不是傳統上築壩蓄水的優良場址
〈林邊溪上游〉,汪中和攝,年份:2008,台北:數位島嶼。

        台灣150條大小河川中,許多都比林邊溪集水區的條件優越。面對當前旱季無水,雨季河水濁度高居不下的窘境,二峰圳的巧思與創意是我們因應水資源不足急需要推廣的概念。我們實在不需要動輒花費數百億來建設大型的地表水庫,只要善用河床下面的伏流水,等於增加了無數的地下水庫,不但可以解決枯水期地表水不夠、豐水期濁度太高的困難,還可以利用雨季豐沛的水量,對平原地區超限已久的地下含水層進行地下水人工補注,將過去所透支的地下水逐漸補回來,進而解決困擾我們數十年的地層下陷沉痾。
        面對未來水資源的挑戰,台灣缺的不是水,缺的是完善的管理制度及豐富多彩的創意巧思,這需要我們大家一起努力去突破
圖06:大型的地表水庫需要大面積的淹沒區,對環境生態也造成相當的衝擊。
〈仁義潭水庫〉,卓佳燕,年份:2006,臺北:數位島嶼。


【本文轉載自拓展臺灣數位典藏計畫數位島嶼.萬種風情網站 http://knowledge.teldap.tw/million/index.php

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