明天過後─氣候變遷下之水利相關產業趨勢分析

       根據國家政策研究基金會指出：”台灣是世界第2大降雨國家，卻是排名第18的缺水國家”，探究其主要原因，在於台灣降雨的時間與空間分配上並不平均。從降雨的時間分布來看，豐水期不僅不虞匱乏，大雨宣洩不及時常釀成災害，然至枯水期時則每有缺水景況；約78%雨量多集中於每年5月至10月間之豐水期。就空間分佈來說差異亦大，各地雨量分布受中央山脈地形影響，西部地區愈往南則分配愈不平均，其中尤以南部區域之豐、枯水期逕流量比例高達10比1，中部區域則以8比2的比例次之(註1)。

       此外，台灣地形之起伏變化極鉅，集水區地勢陡峭不易涵蓄水份；且屬狹長型海島，東西向寬度狹窄，由中央山脈發源的河川短而急，常於雨量豐沛時河川流量暴增，在短時間內即奔流入海，無法蓄存足夠水量以因應需求。

       由以上可知，台灣地理水文環境特殊，故排水和供水一直是極度需要克服的問題。抽水站設備乃颱風洪水時緊急排除內水的設備，抽水站的設置常設於水門附近，當主河川水位上升至內水無法排出時，堤防水門即需關閉，此時支流水位會越來越高，需藉由抽水站抽水機將水抽排至堤外主河川，以免因內水無法排除而造成淹水災害。因此抽水站是防汛救災的重要角色，當遭遇豪大雨或颱風時，需視前池水位達既定操作水位(稱為起抽水位)，操作人員始開啟抽水機器和附屬設備進行抽排水，使內水位達到設計之起抽水位以下，以保障居住在河岸附近居民的生命財產安全，免於遭受水患之苦(註2)。

       隨著都市化之土地利用，瞬間豪大雨造成都市地區逕流量加大，集流時間縮短，使得雨水下水道常無法容納；加上近年來全球天氣異常，極端氣候發生頻率增加，時有發生超出預期降雨情形；因此全台各地方政府積極興建抽水站以及採購/租賃移動式抽水機，來防範汛期災害發生。自2006年立法院通過易淹水地區水患治理特別預算，8年800億下來至2014年年底已用罄，但全台還有超過5成面積沒完成治水工程，因此水利署持續推動「流域綜合治理特別條例」，分6年編列660億元特別預算治水。在抽水站設置方面，統計至101 年12 月底已完成抽水站184座；而在移動式抽水機之配置方面，總計目前全國大型(8 英吋)移動式抽水機總數量為779 台，預佈至直轄市及縣(市)政府之中小型抽水機共有2,501 台。

       水災發生的原因，不外乎自然行為與人為疏失，若抽水機運轉不順暢而無法正常運作，將使得災害風險提高，因此定期的維護保養是不可或缺的必要因素。面對與日遽增的抽水站與移動式抽水機，其維護管理的負荷也日益增加，因此抽水站的代操作與維護工程，為一塊成長中的新興市場。此外，抽水站的設備運轉，常需配合內外水位變化，從最低運轉水位到最高運轉揚程來進行運作，因而在處理系統的操控上，為避免人為因素發生操作不當之情形，全方位的電腦運作管理，甚至研發無人站，已成為銳不可擋之未來趨勢。

       另一方面來看供水方面的問題，當前水資源政策最重要課題不外乎「開源」與「節流」，然「開源」不易，由於近年來集水區受到過度開發，且環保意識抬頭，以致水庫的興建較過去遭遇較大阻力。唯有從「節流」著手，如何在都市中建立生活排水回收系統，才能有效舒緩都市供水匱乏與不足之困境；因此都市內的污水下水道系統和水資源回收中心變得日益重要。

       依OECD調查，未來20年世界最大的基礎建設就是水設施，包括自來水、下水道、海水淡化及水回收；預估至2030年投資額可達22.6兆美元。就國內水資源相關建設來看，截至101 年12 月底止， 國內運轉中之都市污水處理廠(水資源回收中心)共64座，其設計處理水量約364 萬CMD，實際處理水量（含生活污水及截流水）約285.6 萬CMD，佔約78. 5%。

       相較於一般工業生產製程，廢水處理乃屬動態的系統，其內部之運作與反應受周圍環境的不斷變化所影響，因此，在處理系統的操控上，須能即時掌握各種變化與影響，並進行因應性的調整與控制，使系統功能運作正常，確保流放水之水質符合標準。隨著檢測技術與資訊科技的發展與結合，目前對於廢水處理系統操控需求之即時自動監測技術與控制系統，已被廣泛的研發及應用於各種廢水處理系統。

       綜觀上述分析可知，無論是抽排水相關設施或水資源管理相關建設等水利產業，其目前的應用發展趨勢，已朝向利用資訊科技來降低人為操作的失誤率。而現今正當紅的雲端科技，在未來水利產業的應用上，將運用在監測技術與控制系統的雲端化。其運用方式為將電子化的相關操作參數，更進一步提升為雲端化，透過雲端平台即可做到遠端監測與遠端控制，來操作相關設備。不但可降低人力與管理成本，更能輔助設備效能提升，確保系統功能之正常運作，保障人民生命財產之安全。

註1：參考經濟部水利署網站「 絲台灣地區水資源特性」之內容。

註2：參考新北市水利局新北水漾網站「抽水站構造及功能介紹」之內容。