專題報導

台灣缺水救星 伏流水工程

CP值最高的多元取水方式

傅啟倫 2020-08-06

每當颱風季節,你是否曾經想過水庫蓄水充足,卻因濁度太高無法供水的窘境,在日本、歐美等先進國家早已採用「伏流水資源」的開發方式,不僅對環境生態衝擊小,水質較為潔淨、建造費用也相對低廉,也難怪日本就曾有專家指出:「台灣為何不採用伏流水工程?」

【文.傅啟倫 攝影.王德為】

最經濟的取水方式
每日供應十五萬噸


台灣是個多雨的國家,年平均降雨量在水準之上,但幾乎每年都會面臨限水的危機,原因在於台灣地形陡峭,大部分的降雨都會流入海洋,而水庫淤積嚴重,相對民眾及工業用水需求速度增加,其實這些問題是有解決的辦法,關鍵就在於採用「伏流水工程」,乍聽到這名詞可能有點陌生,在台灣堪稱「伏流水工程」領頭羊的上益營造董事長張瑞文就表示,多元取水的措施搭配水庫的蓄水功能,能夠讓台灣解除限水危機!

簡單來說,河床有如一塊海綿,第一層是粗顆粒組成的含水層,再下面是黏土組成的阻水層,伏流水就是阻水層以上,和河水相通的含水層。河水是地表水,可是到了旱季,依然在河床下流動的水,即是「伏流水」。

「一座伏流水井每天取用十五萬噸的水量,就可供四十五萬的居民使用。」張瑞文說,伏流水所取用的是河川的水,不是強抽地下水,因為超抽地下水容易造成地層下陷,伏流水工程的施工約莫一年半至兩年的時間,不易汙染環境,每公噸水取得的成本也較為低廉。

河川或水庫的水要成為民眾飲用水前,都需要添加淨水藥物,若採用「伏流水工程」,這些低濁度的河水就可以減少淨水設施,減少藥物的使用,是一項高報酬率的投資。不過,張瑞文也強調:「伏流水並非取代水庫,而是相輔相成。」他指出,應採取「豐枯交叉使用」,甚至豐水期盡量採用伏流水,當河川水流量不足時,再慢慢轉換為水庫用水,當伏流水尚有約三十%的水量時,補上水庫現有水量做調度使用,豐水期時就充分利用伏流水,可避免取用地面水取水口阻塞或高濁,易形成屋外都是水,家裡水龍頭就是沒有水的窘況,順利減少缺水、停水危機。

 

張瑞文認為,「蓄清排混」才能增加水庫壽命。

台灣水資源A-TEAM 
打造高效率取水站


專業土木人背景的總經理簡崧英,一直以來都投入自來水工程,具有高度的專業知識,也因為對自來水多年的工程經驗,目前已帶領上益營造參與台灣自來水公司組建的台灣水資源精英團隊A-TEAM(Aqua A-Team. Taiwan, AATT),未來將隨著團隊,提供開發伏流水工程的經驗。業務範圍含括道路、橋樑、工業區開發、下水道工程、水土保持及水利工程等等。

舉例來說,高雄過去常被詬病飲用水濁度太高,但這七、八年來,高雄已經不再因為混濁水而停止供水,原因就在於有許多取用伏流水的經典案例。像是二○一五年三月完工的竹寮抽水站,就是高雄最早的伏流水源抽取站,提供大高雄區的民生用水,其水質清澈、全年取水無虞,是大高雄喝好水的一大代表作。

既然採取伏流水工程了,但最主要的技術就在於埋設集水管,簡崧英指出,過去曾使用有孔混擬土管,但這樣的集水管長時間取水不穩定,也容易發生堵塞情形,也因為孔隙較大無法避免泥砂流進管內。近年來的埋設則使用最新技術的鋼骨繞線式透水管,不僅長時間取水穩定,集水管的壽命較長,也不容易發生堵塞情形,提高取用伏流水效率且具有穩定水量多的特性,國外已普遍使用,使用年限最高達五十年以上,經抗壓試驗結果,其材質較為強硬不易擠壓,耐震性也高,管材部分以快速接頭銜接,在水中施工也相對容易。

「蓄清排混」 才能長保水庫壽命

張瑞文表示,台灣的水庫因土石沖入而產生淤積,為穩定供水就必須「蓄混排清」,水庫因而淤積速度加快。正確的做法應該是「蓄清排混」,取用大量清澈的伏流水蓄儲於水庫,讓水庫中的砂土順著洪水而下流入海中,不僅可以獲得清澈的伏流水,也可以增加水庫壽命。

張瑞文強烈建議,國內應加速「伏流水工程」的規畫開發,對於環境的保護有極大的助益,取用多少伏流水,地面水就自然轉換多少伏流水,且完全不影響地下水補注,善用伏流水亦可以減少抽地下水。現行搭配鋼骨繞線式透水管,不僅供水量大,每噸所取用的成本遠遠低於建造水庫的成本,在河道內取水可維持現況生態,完工後僅操控塔高出河床面,其餘均位在河床下,大大降低對環境的衝擊。

高雄並無大型蓄水設施,都是由高屏溪肩負大高雄用水的重任,經過多年的研發及努力,已經逐步地從高屏溪往北規劃,目前已經施作到濁水溪段,張瑞文說:「找好水、做好事!」這麼多年來他與簡崧英奔走介紹伏流水的好處及優點,「因為身為高雄人,深刻體會到水資源的重要,」這項最基本的民生需求,卻因為地形關係常常導致水資源的浪費,如今發現了伏流水的優點,他心中期許能夠逐步地改善台灣的供水環境。他曾經詢問過日本的自來水工程專家:「為何日本要使用伏流水?」沒想到專家竟然反問他:「為何台灣人不用伏流水?」這個回答讓他印象深刻,決定讓他為永續台灣環境,也為台灣民眾的飲用水健康而努力!

 

鋼骨繞線式透水管,不僅取水穩定,也不容易堵塞,提高取用伏流水效率。

伏流水的益處

1. 構築方式對環境生態衝擊較小。

2. 水質較潔淨。

3. 豐枯水期皆能取水。

4. 施工期間短、造價便宜。

5. 具永續性。