水庫非得要蓋在山上,蓄水一定要看得見嗎?南台灣的屏東縣,興建了亞洲、台灣第一個大型人工補注地下水的大潮州人工湖,以洪水補注地下水的來源,顛覆水庫只能蓋在地上的舊觀念,蓋出一個不怕淤積、又能儲水於地下的水庫。
到了屏東縣大潮州人工湖,原以為會有美麗的湖光山色,但走進去,卻只能看到一個個乾涸見底的大窟窿。
留學荷蘭的水利專家、屏東科技大學工學院長丁澈士說,「大潮州人工湖的目的不是儲水,而是利用颱風、大雨,把從林邊溪傾洩而來洪水,引流到人工湖,快速滲入到地底成為地下水,並以林邊溪兩旁的沖積平原,作為地下蓄水空間。」
人工湖有一個很重要的必要條件,引進來的水,要能夠快速滲入到地下含水層,因此選在林邊溪沖積扇扇頂、剛出山口的地方。這個地方礫石、砂石孔徑大,洪水入滲地下的速度快,所以看到乾涸的人工湖才正常。因為它本來的功用不是蓄水,而是把水快速送到地下水層。
這不是新觀念。丁澈士留學荷蘭,而荷蘭就是善用地下水資源的大國,引萊茵河的水補注到海岸砂丘下,利用土壤過濾改善水質再抽出來使用。(延伸閱讀|雨太多怎麼辦?荷蘭鹿特丹祕方:把城市變「海綿」)
「地底本為大型水庫,聯合國教科文組織的研究所認為,這是21世紀蓄水空間新思惟,而荷蘭發展地下水補注成為地下水庫,已超過100年歷史,技術與理論相當成熟,」丁澈士說。
多年來,丁澈士抱著留學德國、中國現代水利之父《李儀祉全集》鼓吹「藏水於地下、溝洫蓄洪水」,宣傳台灣有豐沛年雨量,如果能藏在地下,會讓台灣水資源應用更有彈性。
抽水來用,不怕地層下陷?
但因台灣西部海岸超抽地下水造成地層下陷、土壤鹽化,人們談抽地下水色變,地下水庫也被污名化。
如能善用地下空間,蓄水量非常驚人。丁澈士算了一下,以屏東平原抽地下水的水深是兩百公尺,面積1,220平方公里,乘上土壤間孔隙0.1(水存在土壤孔隙),整個屏東平原能儲存及調節200多億噸的水,是台灣全部水庫蓄水量的4倍。如果只算林邊溪沖積平原的面積,能蓄的水也有75億噸,遠比台灣所有水庫加起來的蓄水量還要大。
一朝被蛇咬,十年怕草繩,一開始推動地下水庫並不順利。等到屏東縣林邊鄉出身的前縣長曹啟鴻當上了縣長,深知林邊鄉沿海地層下陷之苦,才鼎力支持洪水資源化,引林邊溪洪水補注到地下,藉此抬升地下水的水位,緩和地層下陷、海水入侵土壤鹽化的問題。(延伸閱讀|雙北共飲翡翠水完成最後一哩路,板橋樹林等地七萬戶可享原水)
人工湖取水口用彎道產生離心力分離水砂,避免泥砂進入淤積。
既然稱為地下水庫,代表水是要抽出來用的,不怕地層下陷嗎?高雄市水利局長蔡長展解釋,「政府過去為了防止地層下陷,投入了100多億台幣,去做地下水位的觀測,地層內的地下水位有多少、有沒有補充進去,都能監測出來。大潮州人工湖的觀念是對的,先補注地下水,等到水位回升到一定程度,再來抽取使用。」
大潮州人工湖的計劃,第一期經費14億台幣,近兩年已開始實驗補注地下水到屏東平原下,預計這座人工湖每年補注1.5億噸水到地底,補注10年後,希望每年能抽取一半的水(即7,500萬噸)使用。
除了要監測地下水,補注的過程中還要其他挑戰。經濟部水利署南區水資源局局長黃世偉說,人工湖久了,泥砂會把孔隙塞住,如果不去除底泥,就會失去交換的功能。所以,在上游地區要有措施,減少泥砂流入人工湖,也必須定時清淤人工湖底。
為了讓大潮州人工湖入滲效果良好,丁澈士做了4年的現場實驗,學習中國的都江堰分流排砂的方式,減少泥砂隨著洪水進入人工湖,並且模擬各種可能塞住孔隙的來源與原因,一一找到方法排除,「不過時間久了,還是免不了要挖掉底泥,讓滲透效果維持正常,」丁澈士說。(延伸閱讀|台北怎麼變「海綿城市」?土地多吸水一公分,就能容受1000座游泳池水量)
挑戰:偷倒廢棄物、去水泥化
第三個挑戰是地底下的廢棄物。台灣西部平原,過去經常出現不肖業者盜採砂石回填廢棄物,或埋了各種動物屍體在地底。想要安全地使用地下水,除了監測地下水位,也必須避免這些污染物污染地下水。
地下水庫能在台灣各地推動嗎?
台大土木系水利工程組副教授游景雲說,「我們被教育抽地下水是不好的,其實台灣有些地方的地下水是過多的,例如,台北市、台中市,已經出現地下水位過多的現象,工地經常挖到地下水。如果能夠選擇對的地方補注地下水,台灣是能夠且必須要適當抽取與利用地下水。」
站在環境永續的立場,人工補注還是不如天然補注。
環保署副署長詹順貴說,「這些年,台灣有大量農地變成建地,這些土地水泥化之後,自然補注的功能失去了。有些都市聲稱是海綿城市,能夠涵養水源,其實綠地下面還是水泥,例如,大安森林公園底下都是水泥,根本沒有補注地下水的功能。」
所以,地下水庫的核心關鍵是,讓台灣土地去水泥化、涵養水資源,找到對的地方用對的方式補注地下水,例如,沖積扇頂的人工湖。目前仍不要常態性地抽地下水,而要先保留地下水,等到大乾旱的時候,就能夠抽取地下水來當救命水。
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