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『環保資訊』月刊第173期

地下水的人工補注

地下水的人工補注

    

王秋森

美國南加州是一個人口眾多卻又極度缺水的地區。該地區的用水主要來自北加州的沙加緬度─聖華金河三角洲(Sacramento-San Joaquin River Delta)以及位於加州和亞利桑那(Arizona)州交界處的科羅拉多河(Colorado River)

座落於南加州的柑縣(Orange County)1990年代中期面臨了下列五個與水相關的難題:(1)可能必須興建一個造價高達美金2億元的海洋排放管,藉以排放未經處理或僅稍加處理的污水,(2)沿海地區地下水遭受海水入侵的問題日趨嚴重,(3)極端乾旱氣候的發生頻率有逐年上升的趨勢,(4)生活用水需求隨縣內人口的成長而逐漸增加,(5)從北加州及科羅拉多河引入用水的成本預期將會持續提高。為了同時解決上述五個問題,柑縣決定興建一座地下水補給系統,採用先進技術將業經高度處理的污水加以淨化,然後用淨化水來補注地下水。經過補注的地下水最後成為柑縣的飲用水來源的一部份。

2008年元月啟用的柑縣地下水補給系統占地81,000平方公尺,興建費用美金481百萬元,從開始規劃至建造完成前後歷時10多年。淨化水的主要優點是製造成本低於從外地引入的用水,而且不會受乾旱的影響。經過微過濾(microfiltration)及逆滲透(reverse osmosis)過程處理的淨化水比一般瓶裝水還乾淨。柑縣地下水補給系統每天能產生265,000公噸的淨化水。依照美國的標準,這個水量足夠供應60萬人口的生活用水。

反觀台灣雲林縣的民生及產業用水,長久以來大部份由地下水供應。地下水的長期超量抽取已導致嚴重的地層下陷,沿海地區因之發生房屋下陷,土壤鹽化、地下水遭受海水入侵等災害。根據經濟部水利署地層下陷防治資訊網提供的資料,2010年調查結果顯示,雲林縣境內持續下陷面積高達267.1平方公里,約占全縣面積的五分之一,最大下陷速率為6.4公分/年。近年來下陷 區域逐漸從沿海地區移往內陸,主要下陷中心出現在虎尾、土庫、元長與褒忠四個鄉鎮。若未能及時防範內陸地區的持續下陷,台灣高鐵在雲林縣境內的部分路段恐會發生嚴重的差異沉陷,危及高鐵行車速度及安全。

防範地層下陷的措施主要為減少地下水抽取及增加地下水補注。而實施這兩項措施的先決條件是節約用水及替代水源。節約用水在水資源相當有限的雲林縣顯得特別重要。灌溉用水、工業用水、養殖用水以及民生用水都有節約用水的空間。至於替代水源,因為從外地引入用水的可能性不高,雨水貯蓄污水回收再利用是可行性較高的兩項措施。

利用深井進行地下水的人工補注是補充深層地下水的最有效方法,但是雲林縣境內可供深井補注用水的水源不多。濁水溪的溪水濁度過高,目前僅能利用滯水土堤及大型蓄水讓未經處理的溪水下滲。雨水貯蓄是一個可行性較高的方案。雲林縣年平均雨量約為1,500公厘,還算充沛。若能在地表逕流匯集地區設置雨水收集池及處理廠,則可提供水質優良的深井補注水。

前述的柑縣地下水補給系統是污水回收再利用的一個十分成功的案例。它解決了污水處理與排放問題,同時給地下水提供非常乾淨的補注水。補注水的水質必須符合嚴格的標準,否則反而造成地下水的污染。柑縣地下水補給系統產生的淨化水定期進行400多種化學物質的檢測,藉以確保其優良水質。雲林縣以參考柑縣的作法,在斗六附近選擇適當地點,興建一個類似柑縣地下水補給系統的設施,將可解決污水處理問題,同時提供相當數量的深井補注水。若將雨水與污水納入考量,其實雲林縣的深井補注用水的水源還算充足。冀望中央及地方政府能更積極規劃及執行雨水貯蓄與污水淨化措施,期能強化地下水的深井補注,及時防範雲林縣內陸地區地層的持續下陷。