缺水的中国台湾省用高科技应对压力

巴豆

是的，你没有看错，经常遭遇台风、暴雨的袭击，年降水量是世界平均值2.5倍的台湾省，是一个不折不扣的缺水地区。

联合国于2020年3月发布的《世界水资源发展报告》——水资源与气候变迁中，再次针对气候变迁可能带来的水资源问题进行示警。联合国在报告中提出，在过去的一百年内，因为人口增加、经济活动等因素，全球用水量增长6倍，而且还以每年1%的成长速度增加，而且气候变迁因素，也将持续影响水资源供應的稳定度，并且让人类的维生系统的安全性变的脆弱。未来的十年，台湾每年几乎都要面对缺水问题。

看似降雨丰沛的台湾省，其实也具有高度的缺水危机。台湾省在1949-2010年期间，年平均降雨量大约为2500毫米，这样的降雨量大约是全球的2.5倍左右，而根据世界资源研究所“水资源压力排名”，中国台湾省则大概落于第30位，虽然水资源压力不如北非、南亚国家严峻，但仍被类归在“高水资源压力“的警告国家与地区之中。

事实上，过去台湾省在讨论水资源短缺的问题时，主要思考有二：第一，加法思考，也就是尝试新的水库开发，来扩大水资源的供应量；第二，特别凸显出农业用水的比重，再藉此提出如水旱田调整利用、辅导轮作、休耕等政策手段，试图降低农业部门的用水量，以满足其他更高经济部门的水资源需求。

不过，无论是上述哪种思考与讨论，其实都存在争议。首先，寻觅新的水库位置，可能会延伸出新的生态、环境问题，且即使在未来十年内大量兴建水库，可能也无法缓解缺水问题。其次，农业部门的用水，除了涉及到粮食安全与农民生计问题之外，水田的用水，对于地下水补充有不可抹灭的效益，降低农业部门的用水，未必符合永续发展的目标。

美国国家航空暨太空总署（NASA）的统计，2016年的全球平均气温相较于上个世纪的平均温度，要高出1°，而在2019年的平均气温也要高出0.95°，如果以更长的时间来追溯，可以发现全球气温的成长速度非常快，而这也是目前在探讨全球气候变化之时，最常引用的背景因素。气候问题直接反映在降雨等情况，尤其是对那些原先就有水资源匮乏问题的国家、区域来说，更是首当其冲，如北非、南欧、阿拉伯半岛，或者东太平洋的美国加州、智利等地，近年缺水问题就更加严重。甚至部分国家、区域已经将缺水视为一种常态现象，或者更准确来说，已经认知到现在所要面对的是一个持久性的缺水且“不可逆”的发展状态。

指引这些国家和地区水管理政策的核心思考，并非再开发更多的水库加法思维，而采用“减法思维”，无论是哪个经济部门，都必须平等地降低对水资源的耗费，以减少对自然水源的依赖。最值得留意的是，这些国家也都积极寻求新兴科技的协助，比如自动化监测技术、环境感测器与微机电技术、数据科学与资料分析模型，都是经常被提及的科技环节。

全球提出提前应对气候变化下水资源问题的国家，皆会寻求新兴科技来提升用水的效率。而所谓的提升用水效率，以国土安全的角度来看，绝非仅是处理水源管线布建、输送的问题而已，根本的问题在于对气候环境更为精细的掌握，而且可以针对不同地方的环境特性，来拟订用水方案。可以密集部署在广域区域的“微型气象站”则是近年来在世界气象组织（WMO）、电机电子工程师学会（IEEE）等科技研究社群之中，经常被提起讨论的科技项目，所谓的微型气象站，意味著一种可以侦测温度、相对湿度、气压与风速计的小型基站设备，它相对于传统气象站来说，拥有高度密集的特性，因此可以侦测到更小地理范围（约2平方公里，视感测器规格而定）的降雨、温度等天气变化。然而，与传统气象站最为明显的差异是，微型气象站被预期水平连结成为一个“天气监测网络”，这个密集的气象节点网络就是一个撷取天气数据的基盘，如果进一步将相关数据传送至云端，或者藉由高速运算的设备来进行运算，配合先进的分析模型与巨型资料库的设计方法，则可以掌握各个微小区域的气候、降雨变化，这些资讯对于水资源管理平台而言，将会是至关重要的决策依据。

“智慧水管理”则可以透过远端控制的介面，控制水资源的汲取、分流、分配。一般来说，智慧水管理技术，是由底层的水位计、感测器为基础，感测水源的存量与流动情况，而在封闭管线或开放式的渠道中，也会搭配远端控制的水阀或滴灌装置，当感测器资料由无线通讯传送到云端时，便可以结合微型气象站的数据分析，来模拟甚至预先判断现场缺水、需水情况，传送决策资讯到现场的水阀、灌溉装置进行操作，甚至还可以由水位的精准控制来间接抑制病虫害等问题。

然而，无论是微型气象站、智慧水管理技术，都需要面对如下考验：首先，由于属于公共服务范畴，企业普遍缺乏投资的原因，因此需要政府以基础建设投资的角度来建构市场环境；其次，气象站、水源管理设备皆属于数字技术工具，需要稳定的供电与通讯环境，而且相关装置放置在户外等环境时，也必须要探索后续的维运模式，否则可能会损坏后无法即时维修、稳定维护的情况，反而成为新的公共投资耗费。