水資源
水資源,包括經人類控制並直接可供灌溉、發電、給水、航運、養殖等用途的地表水和地下水,以及江河、湖泊、井、泉、潮汐、港灣和養殖水域等。
水資源是發展國民經濟不可缺少的重要自然資源。在世界許多地方,對水的需求已經超過水資源所能負荷的程度,同時有許多地區也瀕臨水資源利用之不平衡。
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水的化學式:H2O
水是自然資源的重要組成部分,是所有生物的結構組成和生命活動的主要物質基礎。從全球範圍講,水是連接所有生態系統的紐帶,自然生態系統既能控制水的流動又能不斷促使水淨化。因此水在自然環境中,對於生物和人類的生存來說具有決定性的意義。
地球上的水資源,從廣義來說是指水圈內水量的總體。
海水或苦鹹水,不能直接飲用,所以通常所說的水資源主要是指陸地上的淡水資源,如河流水、淡水、湖泊水、地下水和冰川等。陸地上的淡水資源只占地球上水體總量2.53%左右,其中近70%是固體冰川,即分佈在兩極地區和中、低緯度地區的高山冰川,還很難加以利用。
目前人類比較容易利用的淡水資源,主要是河流水、淡水湖泊水,以及淺層地下水,儲量約占全球淡水總儲量的0.3%,只占全球總儲水量的十萬分之七。據研究,從水的觀點來看,全世界真正有效利用的淡水資源每年約有9000立方千米。
地球上水的體積大約有 1,360,000,000 立方公里。海洋占了1,320,000,000立方公里(約97.2%);冰川和冰蓋占了25,000,000立方公里(約1.8%);地下水占了13,000,000立方公里(約0.9%);湖泊、內陸海,和河裡的淡水占了250,000立方公里(約0.02%);大氣中的水蒸氣在任何已知的時候都占了13,000立方公里(約0.001%)。
水和水體是兩個不同的概念。純淨的水是由H2O分子組成,而水體則含有多種物質,其中包括懸浮物、水生生物以及基底等。水體實際上是指地表被水覆蓋地段的自然綜合體,包括河流、湖泊、沼澤、水庫、冰川、地下水和海洋等。水資源與人類的關係非常密切,人類把水作為維持生活的源泉,人類在歷史發展中總是向有水的地方集聚,並開展經濟活動。隨著社會的發展、技術的進步,人類對水的依賴程度越來越大。
水資源是世界上分佈最廣,數量最大的資源。水覆蓋著地球表面70%以上的面積,總量達15億立方千米;也是世界上開發利用得最多的資源。現在人類每年消耗的水資源數量遠遠超過其他任何資源,全世界用水量達3萬億噸。
地球上水資源的分佈很不均勻,各地的降水量和徑流量差異很大。全球約有三分之一的陸地少雨乾旱,而另一些地區在多雨季節易發生洪澇災害。
台灣為一海島,四面環海,屬亞熱帶季風區之氣候,氣候溫暖潮溼,年平均雨量達2,510公釐,為台灣水資源之主要來源。台灣雨量雖然豐沛,約為世界平均值之2.6倍,但因地狹人稠,每人每年所分配雨量僅及世界平均值之七分之一,且雨量在時間及空間上之分佈極不均勻,五月至十月之雨量即佔全年之78%,枯水期長達六個月,再加上河川坡陡流急、腹地狹隘,逕流量被攔蓄利用的僅有177.54億立方公尺,約佔年總逕流量之18%,其餘均奔流入海。台灣目前現有大小水庫約40座,密度相當高,為庫容均不大,水庫總容量約22.43億立方公尺,有效容量為20.51億立方公尺。
台灣水資源發展的自然限制可依氣象水文、地形條件及地質簡要加以敘述如下:
對於台灣的水文條件,年平均降雨量約2,510公釐,不過降雨的時空分佈卻很不平均。
台灣本島的總面積約僅3.6萬平方公里,惟標高1,000公尺以上的山區即佔總面積的31.5%,100~1,000公尺的坡地也高達31.3%,100公尺以下的平地不過佔37.2%。
山區更有中央山脈南北縱走,高峰許多超過3,000公尺,造成台灣河川大都東西流向,分別注入太平洋及台灣海峽。又因東西最寬處也不過150公里,故河川皆坡陡流急,降雨後逕流入海,甚難蓄存。 且河谷狹窄,庫容有限,故水庫雖多,總容量卻不大。
台灣的地質構造及地層相當的年輕,構造複雜而地層形成年淺質弱,所有的岩層幾乎均與中央山脈的縱軸平行。地質的分區有中央山脈地質區、東海岸地質區及西部麓山地質區等三區。與水資源的發展關係最密切的為西部麓山地質區;因為幾乎所有的水庫均座落於該區之內。
臺灣地區水資源供給包括地面水(河川引水、水庫調節)及地下水。自72年至88年止,72年地面水占水資源供給78.3%為最高,地下水占水資源供給21.7%為最低;82年地面水占水資源供給58.3%為最低,地下水占水資源供給41.7%為最高。平均而言,地面水占水資源供給69.6%,地下水占水資源供給30.4%。
水資源供給的主要來源為降雨量,85至87年年降雨量以87年1,195.9億立方公尺最豐沛,其次是85年1,030億立方公尺,而86年785.9億立方公尺較乾旱。85至87年主要供給量為河川的引水量,皆占該年供給量的43%以上,其次是地下水的抽用量,而水庫的供水量最少,可見得地下水抽用情形嚴重,水庫的供水量也有增加的空間。需求量以農業用水為標的最多,85至87年農業用水占該年需求量的比例皆在71%以上,以生活用水為標的次之,工業用水占需求量的比重最少。
台灣是世界排名第十八位的缺水國家(地區)。在一般人的印象裡,台灣地區平均每年有二千多毫米的雨量,應該是水資源不虞匱乏的國家;但是因為台灣地區地狹人稠、山坡陡峭、雨勢集中,再加上河川短促,所以大部分的雨水都迅速地流入海洋。因此,台灣地區每人每年平均可以分配到的水量,只有全世界平均雨量的七分之一而已,換算成每人每年可用水量大約只有一千公噸(1,000立方公尺),以目前世界可用水量的標準來說,台灣地區是屬於缺水國家(地區)。
| 區域 | 北部 | 中部 | 南部 | 東部 | 台灣地區 |
| 區域面積(平方公里) | 7347 | 10507 | 10002 | 8144 | 36000 |
| 年逕流量 | 16138 | 16981 | 17175 | 16462 | 66755 |
| 枯水期(11-4月) | 6407 | 3708 | 1605 | 4010 | 15369 |
| 豐水期(5-10月) | 10091 | 13273 | 15570 | 12452 | 51386 |
| 差距 | 3684 | 9565 | 13965 | 8442 | 36017 |
台灣地區有21條主要河川、29條次要河川和79條普通河川,2001年在2,934公里的河川總長度中,未受污染的河段有1808.88公里,佔河川總長度的61.65%;輕度污染河段為287.62公里,佔河川總長度的9.08%;中度污染的河段有451.30公里,佔河川總長度的15.38%;嚴重污染的河段有386.20公里,佔河川總長度的13.16%。歷年來的統計資料顯示未受污染的河段愈來愈少,也就是說河川污染的問題愈來愈嚴重,結果導致許多河川的水質無法利用,相對地可用的水量也就愈來愈少了。
在一個植物茂盛的自然地域所降下的雨水,經由植物的截流後,少部分以地表逕流的方式排出,而大部分被植物截流的雨水,則滲入地下成為地下水,在旱季時會再滲出維持河川的基本流量。但是都市面積隨著人口的增加而不斷地擴張,混凝土和柏油等不透水層的面積也不斷地增加;以及山坡地的濫墾、濫伐導致地表逕流增加,地下水補注減少,結果「遇雨便成澇,不雨則成旱」。都市化後的地區也阻斷了當地水循環的路徑,造成都市氣溫不斷上升的「熱島效應」。
因為全球變遷的影響,使得原有的降雨型態產生變化。降雨型態的改變可以分為兩個方面來說明:一是時間上的改變,也就是說原來是分布在一整年的雨量,卻集中在很短的時間內下完,這樣的變化不但無法讓我們有效利用水資源,甚至會發生大洪水及乾旱;另一個是空間上的改變,也就是說原來應該下在水庫集水區的雨水,卻下在水庫下游或海上,使我們無法有效的攔截利用。