黃 金 山 臺大新百家學堂 氣候變遷對水文環境及國土之衝擊 3-1 行政院政務顧問

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1 黃 金 山 臺大新百家學堂 氣候變遷對水文環境及國土之衝擊 3-1 行政院政務顧問
時間：2011年 9月 28日（星期三）下午 15:30 – 17:20 地點：臺大博雅館101室 【本著作除另有註明外，採取創用CC「姓名標示－非商業性－相同方式分享」臺灣3.0版授權釋出】

2 內容（一） 一、國土地貌及水文環境 二、氣候變遷對臺灣水文環境的衝擊 （一）洪水的劇化及旱澇災害 （二）對水庫系統的衝擊 （三）對防洪設施的衝擊

3 內容（二） 三、氣候變遷對國土永續利用的衝擊 （一）對山區及坡地的衝擊 （二）對山區林地的衝擊 （三）對平地的衝擊 （四）對海岸地帶的衝擊 四、調適的評估及建議 （一）林地、（二）丘陵坡地、（三）農業發展地區、（四）海岸地區、（五）海洋資源地區、（六）都市及城市發展地區。 五、結語 3

4 ※臺灣國土狹小，水資源不論時、空之分佈均豐枯懸殊。 ※氣候變遷： 地球自然的冷暖期變化：如近14萬年來之海水面變化圖。 人為影響之氣候變遷，目前大家關心的是人為影響的氣候變遷（Climate Change Induced by Human Activities） 4

5 Sea-Level History （海水面的變化，加深自然的冷暖期）
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6 一、國土地貌及水文環境 （一）臺灣的總面積僅36,000㏎2，大約不到日本的十分之一。 （二）面積不大，高山丘陵多，平地少。 1000m以上的高山地區佔33％ 100～1000m的丘陵地區佔38％ 100m以下的平地僅約29％，2300萬人大都集中在此29％之土地。本島長394㏎，最寬處150㏎。 6

7 天有不測風雲，人有旦夕禍福。今天我們正處在高風險的時代，全球化帶來之金融風暴、氣候變遷下災害更甚於以往。
世界的水問題 天有不測風雲，人有旦夕禍福。今天我們正處在高風險的時代，全球化帶來之金融風暴、氣候變遷下災害更甚於以往。

8 （三）水文環境及條件 1.雨量來源：(1)東北季風雨、(2)梅雨、(3)直流降雨、(4)颱風雨。 2.空間的分佈：東北豐富、西南乾旱。 3.時間的分佈：5～10月豐水期，11～4月枯水期。 4.濕潤指數（Wet Index），北部地區62：38，中部地區78：22，南部地區90：10，東部地區79：21。 8

9 5.地形及地質的條件：地形及地質影響水資源環境及條件甚鉅。 (1)河谷狹窄、河川坡陡流急、水資源自然涵養條件甚差。 (2)地質年輕鬆軟，造成泥沙產量豐富，導致自然及人工湖泊之迅速淤積老化（Succession）。 (3)自然涵養不佳，人為築壩造庫，不但成本高使用壽命又短。 9

10 二、氣候變遷對臺灣水文環境之衝擊 ※近年來洪澇及旱災交替之週期已明顯縮短。 ※近代的臺灣：1959年8月7日的八七水災為一分水嶺；1996年7月31日～8月1日的賀伯颱風可見明顯洪澇劇化的初步痕跡；2009年8月8日的莫拉克很露骨的，老天告訴我們氣候變遷在您面前了。 10

11 IPCC第4次報告 世界的水問題 1.地球暖化不可迴避。 2.世紀末溫度將上昇1.8～4℃。 3.世紀末平均海水位上昇59cm。
4.酷暑、熱浪、豪雨等極端現象發生機會大增。 5.颱風強度增加。

12 台灣察覺到的現象 台灣百年平均溫度不斷攀升

13 台灣察覺到的現象 降雨型態變更 　年總降雨日數逐年減少，而年總雨量呈增加趨勢。

14 台灣察覺到的現象 台灣年平均降雨量有旱澇加劇之趨勢 2009年2,489 近年平均值 但旱澇交替 60年來 14

15 （一）洪水的劇化及旱澇災害 1. 1959年的八七水災：降雨中心在斗六梅林，24小時1001毫米。 2
（一）洪水的劇化及旱澇災害 年的八七水災：降雨中心在斗六梅林，24小時1001毫米。 年8月賀伯颱風：降雨中心在阿里山，48小時1940毫米。 年八八水災：降雨中心仍在阿里山，72小時2965毫米。 注意：降雨量從1000，2000到3000，一個事件，延時拉長24、48至72小時，週期縮短。 15

16 莫拉克颱風災害 16

17 累計最大降雨量 2,965mm (阿里山) 長延時、高強度、廣域降雨造成崩塌、土石流、堰塞湖、淹水及複合型災害 莫拉克颱風重災區：
南投縣、嘉義縣、臺南縣、 高雄縣、臺東縣、屏東縣。 17

18 治水建設尚未完善，加上面對全球氣候變遷衝擊 防洪治水
治水建設尚未完善，仍須加速辦理 ─中央管河川已達防洪保護標準僅約70%。 ─中央管區排已達防洪保護標準僅約60%。 ─縣市管河川及區排已達防洪保護標準約50%。 易淹水總面積1150平方公里 18

19 （二）對水庫系統的衝擊 1. 降雨延時變長，集水區浸潤飽和層加大，泥沙產量增加，水庫有用空間迅速被泥沙所埋沒，造成用水困難。 2
（二）對水庫系統的衝擊 1.降雨延時變長，集水區浸潤飽和層加大，泥沙產量增加，水庫有用空間迅速被泥沙所埋沒，造成用水困難。 年艾莉颱風造成石門水庫一次淤積2840萬m3，為過去平均的10倍，2009年莫拉克颱風造成曾文水庫一次淤積9162萬m3，為曾文水庫過去平均的20倍。 3.今後臺灣水資源之供應將更困難。 19

20 水資源 年平均用水量達180億噸，但來自水庫可靠水源僅約40億噸
可靠水資源不足─島嶼資源有限、水污染嚴重、蓄水設施抗旱能力不足、傳統水資源開發困難、新興水源發展及節水受限水價。 水資源衝擊浮現─豐枯水期差異擴大、水旱災害發生頻仍、颱風豪雨期間水庫原水濁度飆高。 20

21 台灣面臨的環境 水源運用不穩定，缺乏調蓄空間 21

22 土砂問題 土石流、河道淤積、水庫淤積、水利設施損毀 高強度長延時降雨，誘發土砂下移，淤積河道或水庫。 地質構造破碎，遇超大降雨易崩塌。
坡地超限利用，水土保持不佳。 莫拉克颱風後新增崩塌共39,492公頃，推估泥砂生產量有12億立方公尺，其中坡面殘餘量8億立方公尺，土砂流出量4億立方公尺

23 （三）對防洪設施的衝擊 1. 不論臺灣或其他國家，所有防洪排水之設施均有其依照經濟價值所定的標準。 2
（三）對防洪設施的衝擊 1.不論臺灣或其他國家，所有防洪排水之設施均有其依照經濟價值所定的標準。 年8月莫拉克颱風，洪水造成高屏溪及曾文溪多處堤防溢頂。 3.防洪排水設施之設計標準是否提高以及現有設施是否改建；提高標準及改建又以什麼為標準呢？真是大難題。 23

24 豪雨造成南化水庫的水質濁度飆升

25 三、氣候變遷對國土永續利用的衝擊 （一）依據國土計畫法（草案），劃分國土為(1)保育地區、(2)農業發展區、(3)城鄉發展地區、(4)海洋資源地區；保育地區殆為山區。 （一）以下地區山坡陡俊，林地、平地以及海岸地區分別說明其可能受到氣候變遷之衝擊： 1.對山區及坡地之衝擊 豪雨加大、延時加長，造成泥沙產量增加，土石流發生機率變大，山區受影響人口近4萬人。 25

26 2.對山區林地之衝擊 (1)豪雨加大、延時增長，造成土層根系飽和，樹木受強風吹襲，容易連根拔起。 (2)不論石門之於艾莉或曾文之於莫拉克，均深受森林破壞，漂流木進入水庫，妨礙水庫功能之苦。 3.對平地的衝擊： 平地為農業區及城鄉發展區，洪澇增加，枯旱加劇；均增加生活及各種農工生產之苦。枯旱缺水更造成農工產業的損失。 26

27 4.對海岸及海洋（領海）地區之衝擊 (1)氣候變遷直接造成海水面上升，海岸地區不論生活及生產，將會深受排水不良，海水倒灌之苦。 (2)海洋地區為漁業及箱網養殖地區，上游集水區泥沙生產量增加，將造成海水混濁，影響漁業產量。 (3)海岸保護困難度升高。 春秋管仲曰：高勿近旱而水用足， 低勿近澇而溝防省。 27

28 四、調適的綜合評估 （一）林地：加強國有林地的管理，更新林相，增加深根性混合林，減少漂流木的產生。 （二）丘陵坡地：對於保全對象的人口36,841人，全面檢查其住家聚落，如為土石流潛在地區，應以覓地遷村為根本，一勞永逸。 28

29 國土規劃要有「水」的思維 高敏感脆弱區(高淹水潛勢、嚴重地層下陷區等)，劃定為國土保育區限制開發。
避免高耗水產業錯置於高缺水潛勢地區；沿海地層下陷區避免發展依賴地下水之產業。 不適居住之處 不要住人 高淹水潛勢區限制開發 嚴重地層下陷區限制開發 國土規劃避開敏感區位

30 人不應與天鬥！ 走為上計！ 天威難測 人定勝天？ 工程萬能？
人不可能勝天.也不必勝天 人不應與天鬥！ 走為上計！ 天威難測 人定勝天？ 工程萬能？ 30

31 （三）農業發展地區 1. 為確保糧食安全及因應枯旱，水旱田輪作制度必須及早確立。 2
（三）農業發展地區 1.為確保糧食安全及因應枯旱，水旱田輪作制度必須及早確立。 2.除水稻外之糧食作物引進，如麥類的引進，馴化、改良及推廣種植，替代每年120萬公噸之進口麥類。 3.農場增加自行蓄水之農塘，提高因應枯旱的能力。 31

32 （四）海岸地區 1. 海岸住家聚落必須填高或圍堤抽水。 2. 淡水養殖儘量改為海水養殖。 （五）海洋地區 1
（四）海岸地區 1.海岸住家聚落必須填高或圍堤抽水。 2.淡水養殖儘量改為海水養殖。 （五）海洋地區 1.箱網養殖區儘量避開河口地區。 2.箱網之設計必須有升降功能，以防強風大浪，減少損失。 32

33 （六）都市發展地區 防災應變 1.與洪澇共存：如防水閘門，自備抽水機等 2.節約用水 3.多元化水資源系統之建立
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34 在氣候變遷下，大乾旱、大風暴、大洪水將 不斷發生，而工程保護有其侷限，如何與水 共存，適應未來環境變化將是水利工作重點。
台灣一定會面臨乾旱威脅，如何永續利用水 資源將是未來國家發展最重要指標。 面對地球暖化，政府需與民間合作，發展綠 能，化危機為轉機，建立安心、無虞、優質 生活環境。 34

35 策略省思 二 水庫經營管理策略 .既有水庫砂滿為患→以水力/繞庫/虹吸方式排砂 溢洪道排砂  放流排砂圖  35

36 .氣候變遷衝擊及總量管制前提下→發展多元化水源
天然水資源開發策略 .氣候變遷衝擊及總量管制前提下→發展多元化水源

37 五、結語 水利工程規劃設計之基本科學： （水文學Hydrology）似乎應該認真的重新編纂啦！！ 37

38 版權聲明 5 7 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 1-45 38 WIKIMEDIA COMMONS
( 瀏覽日期 2012/03/30。 5 WIKIPEDIA / Angrense ( 7 Climate Change on msnbc.com ( 2012/03/27。 依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 chiefsworld ( 瀏覽日期 2012/03/27。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 canada.com ( 2012/03/27。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 38

39 11 12 13 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 39 The AR4 Synthesis Report，頁 46
( 瀏覽日期 2012/03/16，依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 Knowledge Project ( 2012/03/16。 依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 12 經濟部水利署氣候變遷水環境知識庫 ( 2012/03/29。 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 13 交通部中央氣象局 ( 瀏覽日期 2012/03/29。 臺灣氣候變遷科學報告 2011 ( 32。 瀏覽日期 2012/03/29。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 39

40 14 16 17 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 40 經濟部水利署氣候變遷水環境知識庫
( 瀏覽日期 2012/03/29。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 16 boston.com ( 瀏覽日期 2012/03/27。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 中國評論新聞網 ( 2012/05/10。 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 17 交通部中央氣象局 ( 2012/03/29。 40

41 17 18 20 21 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 41 交通部中央氣象局
( 依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 18 永續環境---臺灣永續易淹水潛勢圖 ( 瀏覽日期 2012/03/29。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 20 農業生產節水技術與系統研發，頁 23 ( 2012/03/30。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 臺灣地區水資源利用現狀與未來發展問題，頁 2 ( 瀏覽日期 2012/03/30。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 21 農業生產節水技術與系統研發，頁 24 ( 2012/04/24。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 41

42 21 22 24 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 42 挑戰不可能的任務-莫拉克災害復建與疏濬，頁 42
(  2012/04/24。 依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 Flickr / chainsawriot ( 瀏覽日期 2012/03/30。 22 Flickr / darkensiva ( Flickr / munch999 ( 24 地球公民基金會 ( 瀏覽日期 2012/03/30。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 42

43 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 24 經濟部水利署水利緊急應變經驗學習中心( 瀏覽日期 2012/03/30。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 27 高勿近旱而水用足， 低勿近澇而溝防省。 《管子》「乘馬」篇。 29 財團法人國土規劃及不動產資訊中心 ( 43

44 29 30 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 44 財團法人國土規劃及不動產資訊中心
( 瀏覽日期 2012/03/30。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 30 Flickr / sun_line ( 瀏覽日期 2012/04/02。 ( 大紀元 ( 瀏覽日期 2012/04/24。依據著作權法第 46、52、65 條合理使用。 Flickr / Yu Studio ( 44

45 30 35 36 頁碼 作品 版權標示 作者 / 來源 45 Open Clip Art Library / pawnk
( 瀏覽日期 2012/04/02。 35 集集攔河堰 ( 瀏覽日期 2012/04/02。依著作權法第 46、52、65 條合理使用。 經濟部水利署 ( 36 水利土木科技資訊季刊-49 期 多元化水資源經營管理，頁 7( 45