全球氣候變遷,人類面臨「非旱即澇」的巨大考驗,而被譽為「藍金」的水資源儼然成為全球最具價值的原物料。
今年6月7日,台灣就迎來了水資源技術的重大突破,有效地提高了再生水資源的活化利用。
當彰化縣長卓伯源穿上雨靴,在彰化濁水溪畔的溪州農田灌溉溝渠中,彎腰拔起觀測孔蓋的那一瞬間,被截留的伏流水猶如湧泉汩汩而出,全場為之歡聲雷動。
其實,卓伯源等待這一刻的來臨已經許久了。
積極於拚經濟、籌設工業區的他經常為水所苦,早就四處尋找各種解決方案。所以當彰化縣水利資源處得知台大名譽教授甘俊二從事伏流水研究已有初步成果時,就積極研擬開發伏流水的可行性。
集一成伏流水 工業用水無虞
為何彰化縣會想要開發農田的伏流水資源呢?
原來全國用水量最高的就是農業用水,占比高達75%,其餘才是民生與工業用水。目前台灣共有46萬公頃的水田需要灌溉,其中卻有六成的水都流失了,流失後就潛藏在地表水層與牛踏層中間流竄,這就是所謂的伏流水。
長期從事農田伏流水研究的甘俊二指出,水田猶如水淺而面積廣的「平地水庫」,除了田埂的蓄水空間外,灌溉期間,水田牛踏層以上的土壤也蘊藏豐富的伏流水。台灣約有大小水庫50座,一年總蓄水量約20億噸,初估農田的伏流水就有64.64億噸。如果能充分收集運用,對水資源運用將有重大助益。
多年研究後,甘俊二於2008年先行在苗栗縣的崎頂沿海地區,引用伏流水技術種防風林,竟然存活成功。「這是很大的突破,因為被鹽化的土地很難種植樹木,」彰化縣水利資源處處長范世億說,現在那一大片防風林都已經長到5公尺高了。
當年度,甘俊二的水田伏流水收集技術在土耳其水資源大會發表後,旋即轟動一時,並成為國外媒體的頭條新聞,連日本研究機構都專程到台灣取經,要求授權使用。
伏流水技術立即吸引了卓伯源的目光,馬上聯想到擁有廣大水田面積的彰化,應該可以運用。
卓伯源指出,農田就像個水庫,光是彰化的灌溉地區就達4萬6214公頃,而且九成以上都是水田。以2008年的數據顯示,彰化縣農田可容納14億公噸的水,有5億公噸的水被土壤吸收或蒸發掉了,但是其中有6億公噸的水卻到處亂流成為伏流水,相當於10座即將於2014年完工的雲林湖山水庫的蓄水量。
「只要能收集到其中一成的伏流水,就足以供應彰化縣工業用水所需了,」參與執行的范世億興奮地說。
不是抽地下水 不怕地層下陷
不過,以往台灣的伏流水開發,大都是善用山坡的傾斜地形地勢,採用地下土堰以形成集水廊道,再收集流向穩定的伏流水,卻鮮少有平地水田的經驗。因為平地伏流水的流向不穩定,偏偏彰化縣平地面積就占了近88%,山坡地偏少,更增加了水田伏流水探勘及收集的困難度與成本。
去年6月,彰化縣政府就在甘俊二教授、醒吾技術學院觀光事業管理系副教授張煜權的指導下,於濁水溪畔選定溪州鄉50公頃農田灌溉區,開始探勘。
研究團隊首先利用定點滲流管來判定伏流水的流向,接著利用排水溝混凝土側面截留伏流水,再以排水溝定點開孔的方式,讓伏流水流入,以達到集中回歸再使用的目的。
沒想到根據探勘結果,即使在以旱作為主的灌溉區中,仍然可見伏流水從排水溝開孔中湧現,證實彰化地區農地伏流水蘊藏量有開採的價值。
其實伏流水技術與抽地下水不同,不會造成地層下陷問題,而且只要在有灌溉與下雨的地方都可以截取到。
總統府國策顧問、農經博士黃大洲就指出,天上下雨後,有八成流到江河、大海;剩下20%才為人類使用,這些水除地表四處流動的逕流水外,大部分都滲到地下,成為伏流水與地下水。由於抽地下水對環境破壞很大,所以如何把伏流水集中起來利用,一直是農業界高度的期待。
除了灌溉 還可供民生用水
現在彰化水田伏流水的收集技術已獲得初步成果,不過也只是50公頃的實驗區域,未來仍需要較大規模的試驗,以累積出穩定的數據基礎。目前農委會已答應補助彰化縣政府從事大面積的研究,而公共工程會主委李鴻源也樂觀其成。
彰化縣第一階段預計將伏流水技術應用於舊濁水溪(東螺溪)的整治,打造成親水空間,希望藉由鄰近農地回歸水的注入與社區污廢水的截留,重現舊濁水溪的往日風華。
目前並已著手開發可穩定供應的農地回歸水使用量,搭配區域新增用水的標的,在不影響現有用水人的權益下,建立彰化地區以灌溉輪區為單元的農業回歸水再利用機制。
卓伯源說,「我們總共只花了150萬的預算,卻創造了龐大的水資源價值,」尤其感謝甘俊二教授的無私授權合作,才能領先全國,成功發展伏流水截取技術,以低成本、不影響環境的簡單設施,就能運用龐大的地下水庫,解決農業灌溉問題。
等到截水技術更加成熟時,還可將伏流水水源導入人工湖,以供應工業與民生用水需求。彰化縣府也希望能將農業再生水資源活用的經驗推廣至其他縣市,甚至免費與世界各國分享。
這將會是下一個名揚國際的台灣之光嗎?不妨拭目以待。