從地上到地下──另類水資源

「日出而作，日入而息，鑿井而飲，耕田而食，帝力何有於我哉！」人類自古以來就已鑿井汲取地下水飲用、灌溉，但直到近百年來，人們才對分布廣泛、水量龐大的地下水有了深入認識。

據統計，地球表面的水97%集中在海洋，兩極冰原及高山冰川又佔了2%，其餘不到1%才是人類使用的淡水資源，而在這有限的淡水資源中，又有95%存在地下。

地下水，指的是來自雨水和河流、湖泊、水庫等「地面水」滲入土壤後，蓄積在地面下的各層含水層中的水。由於地下水不受雨季和旱季影響，一年四季皆可取用，而且水溫平均、水質穩定，在不受污染的情況下，可說是人類最佳的水資源。

位於屏東枋寮的第一座新式海水供應站，吸引了各地漁政人員前來取經，但是海水養殖卻有造成土地鹹化之虞，仍具爭議。圖中的圓形水塔即是抽取海水後儲存處。

埋在地下的水庫

一般來說，大河流經的沖積平原、台地，由於礫石堆積、透水性高，入滲土壤的水量大，通常是地下水豐沛的地區。河流的上游若是森林茂密，降雨被大量地吸附於植物、土壤中，可以涵養豐沛地下水源，也是一座天然的「綠色水庫」。

台灣的地下水主要蘊藏及開發利用的地區在東西部的平原和台地，包括淡水河系、蘭陽溪河系、濁水溪河系、曾文溪河系、高屏溪河系；但由於淡水河和曾文溪上游已建了大型水庫攔截水流，下游河川流量驟減，影響地下水的入滲補注量，因此只有蘭陽溪、濁水溪、高屏溪3個沖積平原是地下水蘊藏豐富的地區。

以屏東平原為例，千萬年來，高屏溪各支流和林邊溪等河流從玉山山脈、中央山脈夾帶礫石、泥沙，一路堆積，將原為一片汪洋的谷地填成一千多平方公里的平原。從空中鳥瞰，綿密的河流佈滿在這片廣袤平原上，為這塊土地建造了一座超級的「地下水庫」。

「在河流的搬運作用下，愈小、愈輕的石頭搬愈遠，愈靠近沖積扇頂端（上游）的礫石愈大，」屏東科技大學土木系教授丁澈士解釋，礫石大的地方空隙也較大，河水和雨水就很容易滲入地下，經過漫長歲月，形成豐沛地下水，再緩慢地朝下游方向流動。（圖一）

台灣南部降雨分布極不平均，冬季11月到隔年5月，只降下全年雨量的1成；在長達半年的旱季中，沒有水庫的屏東平原，就是靠夏天降雨下滲的地下水提供民生、農業、養殖等各類用水。平均一年約十億噸的地下水補注量，在民國70年代以前仍綽綽有餘；「家家都有自流井，根本不需要自來水，竹竿往地上一插，水就冒出來，」這是老一輩屏東人共同的記憶。

圖二：歷年全台地層下陷圖 註：上列的下陷面積包括已停止下陷和持續下陷面積。（資料來源：中研院汪中和統計。蔡智本繪圖）

養殖王國的兩難

民國60年代，政府在西南沿海大力推廣養殖漁業，並開發海埔新生地給漁民養殖蝦、鰻、文蛤等，漁塭迅速擴張。由於深層地下水水質乾淨、終年恆溫，尤其適合對水溫極為敏感的養殖業，加上成本比自來水低廉，沿海地區一口口深井陸續開鑿，看似源源不絕的地下水便不斷地被抽取。

「養殖業超抽地下水只是地層下陷的原因之一，」屏科大教授丁澈士指出，河川下游抽取的同時，如果中上游仍有水源補注，情況還不至於那麼惡化，然而民國70年代，就在屏東沿海地下水層變薄，地表逐年下沉的同時，台糖公司為了增加蔗田面積，在林邊溪沿著河床築堤，爭得了六千多公頃的土地，卻把原本的河灘礫石撿除、留下細土，大大減少土地透水性；而原本林邊溪散漫在一千多公尺寬廣河床的溪水，也被約束在三百多公尺寬的河道上，加速奔向海洋，失卻了在平原入滲地下的機會。

雪上加霜的，還包括盜採砂石、埤塘的消失。

屏東平原荖濃溪、林邊溪、高屏溪等主要河流多年來因為盜採砂石嚴重，持續傳出河床降低、橋墩基樁裸露的新聞；而早年先民為了灌溉而建造的大小埤塘，因為河水消瘦補充不及，儲水灌溉功能不彰而逐漸被水泥化，在在使地下水庫失去補充機會。

「民國70年起，屏東平原的地下水位就不斷下降，如今已降到海平面以下，」中央研究院地球科學所研究員汪中和指出，目前屏東平原被海水侵入的地下含水層，以東港為中心，已深入內陸9公里，地下水鹽化的面積有100多平方公里，因而無法使用的水量已經超過30億噸。

在地面水開發日益困難的時代，地下水資源逐漸受到重視，但是不同於老祖宗的鑿井而飲，今天更需要科學化的開發和管理。

無法恢復的沉陷

屏東平原地下水由豐轉枯的一頁滄桑史，具體而微地反映出全台地下水的過度汲取和不當管理。汪中和根據經濟部水利署的資料統計，一、二十年來，台灣累積的地層下陷面積（包括已經停止下陷和持續下陷區域）已達2600平方公里，高達台灣平原面積的四分之一；其中雲林下陷面積將近880平方公里，受損最嚴重；而累積下陷深度最大的是屏東縣佳冬鄉，已達3公尺以上，相當於一層樓高。近年台南地區下陷面積則從34平方公里大幅增加到近300平方公里。（見圖二）

地層下陷的原因有許多，台灣主要肇因於長期大量且集中超抽地下水。若是停止超抽，地層是否可抬升恢復呢？

「很遺憾，答案是『不能』，」台南成功大學環境資源工程系教授李振誥解釋，因為陷落的地層多半來自「阻水層」，若把地層構造想像成一個千層蛋糕，最上層為含水層、往下依次為阻水層、含水層等共約5到7層交錯構成。含水層孔隙大、透水性高，阻水層由泥岩構成，孔隙小透水性低。當水分大量抽取、補注不及時，會使得土壤顆粒壓密，無法支撐上方的地層而下陷，尤其阻水層土粒間空隙一旦壓密就難以恢復，同時含水層也減少了可供儲水的空間。

由於台灣的下陷地區位於沿海，當地下水位低於海平面時，海水就會入侵，倖存的地下水也因鹽化而不堪使用，使寶貴的水資源進一步損失。屏東傲人的「黑珍珠」蓮霧便是土地「鹽化」的見證。

說來諷刺，屏東林邊、佳冬的果農二十幾年前發現鹽化土壤種出的蓮霧多汁甜脆時，不但沒有意識到土地的警訊，還大費周張運來海水灌溉，風潮流傳至今，直到近幾年許多土地「報廢」了，果農才驚覺問題嚴重。

土壤鹽化還會腐蝕混凝土中的鋼筋，破壞橋樑房屋的結構，大幅縮短使用年限。據了解，許多下陷地區的堤防、人行道多年來不斷龜裂，鄉鎮公所面對龐大的修繕費只能無奈搖頭。

地層下陷後，由於地勢低漥，排水系統形同虛設，一下雨就成為水鄉澤國，使民眾生命財產缺乏保障、生活品質低落，更是政府長期的痛。

政府近年輔導養殖漁業朝向半鹹半淡水、循環用水等方式轉型，以減低耗水產業的用水量。

十年防治關鍵期

20多年來，有鑒於沿海地區地層下陷帶來的種種災難，政府陸續推動各項防治措施，包括公佈「地下水管制辦法」，劃設地下水管制區、取締違規水井、實施土地使用管制等。近10年來則推動了二期「地層下陷防治執行方案」，第一期自民國84年到89年，第二期自90年到97年，並組成「地層下陷防治服務團」下鄉進行服務宣導。

「防治地層下陷主要的原則，就是減少地下水抽取和增加地面水的使用。」水利署官員表示，重點包括減少耗水產業、鼓勵農業休耕造林、輔導養殖漁業朝海水養殖或半鹹半淡水轉型，加強地下水管制，推動共同使用的「公井」等。

成大教授李振誥指出，防治10年下來，民眾的觀念是比以前提升許多，以前研究人員去查訪水井，還會被漁民放狗咬傷；近年由於民眾了解地層下陷的危害，除了節約用水外，循環用水的觀念也愈來愈被接受，目前台灣鯛和鰻魚循環用水推動的成效已相當不錯。

「全國地下水觀測網的建置也是近十年的事，」李振誥表示，由於觀測井費用高昂，以往並沒有設置，因此地下水位的變化無法掌握，更遑論管理。近年來政府花費百億經費，在全台平原地區建了近三百口觀測井，才使得地下水文資訊透明化。但相關的管理制度，例如隨時公佈安全水位、警戒水位、嚴重下陷水位的機制，以及建立各種因應措施等，都還有待努力。

據水利署統計，10年來地下水抽取量由民國83年時的71億噸，已減低到92年的55億噸；另一方面，持續地層下陷的面積也在逐漸減少中。水利署長陳伸賢指出，地層下陷防治是長期抗戰，成果無法立即顯現，對於已經減緩下陷的地區，仍需長期推動相關防治措施；但對下陷最嚴重的雲彰地區，中央將組成跨部會委員會，推動示範防治區，並已編列150億元經費，包括禁用水利會、自來水公司各六十幾口大型深水井，以遷移到扇頂地區、與南投縣「集集攔河堰」聯合運用等方式取代，並推動平地湖山水庫，增加地面水供應等。

圖二：歷年全台地層下陷圖 註：上列的下陷面積包括已停止下陷和持續下陷面積。（資料來源：中研院汪中和統計。蔡智本繪圖）

春風吹又生

儘管防治略有成果，對照環境情勢惡化的速度來看，許多學者仍然憂心忡忡，「台灣土地已在一吋吋流失，地下水超限利用的根本癥結卻沒有解決，」中研院汪中和指出。

最明顯的，是違法水井的情形仍相當普遍。

「封填違法水井雖然於法有據，若無其他替代水源，驟然封井必將危及民眾生計，」水利署的「地層下陷防治檢討報告」不諱言，由於每次封井都遭致民眾抗爭，必須動員警力，阻礙重重，還不時遭地方議會刪除預算，因此地方政府執行意願低落。

封井所費不貲也是一端。以下陷面積最大的雲林縣來說，全縣有7萬多口水井，不算補償費，光是封井費用就要3億6000萬元，遠超過地方財政負擔，也使得封井問題多年來始終無解。

「產業政策也是一個關鍵，」不少學者都無奈地表示，近年台灣中北部環保意識抬頭，工業區一個個往南部移；由於工業用水妥協性低，一啟動就必須保證供應，更加劇地下水的使用壓力；而政府往往先決定工業區地點，再去籌措水源，更增添處理的棘手程度。

彰化養殖漁業協會理事長林濟民就不平地指出，該協會漁民都是在合法的養殖區內取用地下水，且近年多已改採循環用水；真正的用水大戶是大型工廠，他們隱身在私人廠區內24小時抽水，外人難探究竟，卻很少受到批評。

汪中和分析，目前台灣每年地下水平均使用量約55億噸，中南部就用掉了9成；南部地區本來降雨就極不平均，加上全球氣候變遷，旱季降雨未來會愈來愈少，將更加依賴地下水。眼見地下水透支20年後，失衡情況愈演愈烈，他沉重地呼籲，若再不改善，除了中南部農、工發展都將受到水資源牽制，進一步若要「北水南調」或「東水西移」，也必牽連到台灣北部、東部地區的各項發展。

汪中和認為，目前最急迫的是將過去透支的水量彌補回來，在各平原沖積扇下游設深井直接補注到含水層，讓水位回升，以阻止地層繼續下陷。「濁水溪沖積扇和屏東平原先天條件好，儘早補注還可以救得回來。」

此外，地表水的引用率也需要加速提升。汪中和舉曾文水庫為例，6億噸的容量，1年應該要有2到3倍的循環量，但實際上經常都只有1到2倍，前兩年甚至只引用了3、4億噸，坐擁水庫而沒有善加利用，實在可惜。他認為水利署近年推動荖濃溪越域引水到曾文水庫的做法就不錯，可以提高地面水的使用率，減少地下水負擔。

有效調度地下水與地面水的聯合運用，是近年水資源管理的趨勢。然而，在地面水資源取得日益匱乏的今天，如何善用「地下水庫」，學界提出了更積極的思考方向。

長期、大量且集中的超抽地下水，就算是擁有豐沛地下水的屏東平原也難以招架，沿海地區佳冬鄉下陷嚴重，圖中民宅的一樓已經淹沒在漁塭中。

地下水夠用！

李振誥指出，地下水若能有效管理調配，可以跳脫出地下水為「戰備」、「補充」角色的思考框架，甚至將之視為主要水資源來經營管理，因為台灣的地下水是夠用的！

所謂有效的管理，主要原則即是將地下水抽取時間、地區、地層分散開來，並做相對的補注和「水位」的控管。李振誥解釋，目前台灣的問題在於抽取的地區、時間集中，加上抽取的含水層也集中，才會把地層抽「垮」。

以養殖業來說，不但集中在沿海，且都在白天抽取，天冷時為了保持養殖池水溫，更是猛抽不止，而且由於深層含水層水質佳，所有的水井都深入地下二、三百公尺。

此外，自來水公司、農田水利會等合法用水大戶也集中在沿海地區的二百多公尺深含水層，都應統籌調配。

李振誥並以歐洲百年的實證經驗指出，地下水經營思維應以「水位」控管代替目前的「水量」管理，因為一個地區就算水量沒有超支，但過度集中抽取，仍會造成地層下陷等問題。

除了有效管理，屏科大教授丁澈士則提出，台灣應更積極地將雨季的豐沛水量引入廣闊的「地下水庫」。他估計，去年72水災期間，不到一星期，屏東平原第一層含水層就增加了六億多噸的地下水，而且這些水透過礫石的天然過濾，水質遠優於地面水。

台灣大型工業區近年不斷在南部興設，增加了水源不穩定的南部地區極大的供水壓力。不少學者無奈指出，產業政策其實是導致地下水超抽的另一元凶。

充分運用地下水庫

丁澈士長期研究地下水「人工補注」的水文地質、水源及技術三大條件，他認為台灣利用沖積扇扇頂（上游）地形進行人工補注相當可行，濁水溪、屏東平原都有不少適合的地點。目前他所主持的林邊溪萬隆農場地下水補注計畫，規劃了300公頃的人工湖區，將林邊溪豐水期的溪水引入湖區，以入滲補注至地下含水層，該計畫已通過環境影響評估，即將開始運作。

同時，對於近年豪大雨致使河水混濁、淤泥塞爆淨水廠的問題，丁澈士也建議，應善加利用地下水「天然淨水器」的功能，「不要直接取用河水，要改變取水策略，」他說，政府可以沿河邊設置抽水井，豐水期傍河抽取地下水，抽取時，河川水就會迅速往下層補注，還兼具減洪功能；而當地面水遭受污染或濁度太高無法處理時，就可即時抽取地下水使用。若能配合地下水位的監控，類似去年南桃園大缺水的窘況可以避免。

「在地面水源日益匱乏的時代，總量數十倍於河流湖泊的地下水資源，將愈來愈重要，」學者十多年前就提出呼籲，但是由於「地層下陷」一直像緊箍咒般綁住台灣地下水的研究發展，加上相關專家學者缺乏，水資源仍以地面水為主流。

在地下水課題受到重視的今天，埋藏在地底下的水資源是否能為台灣艱難的水環境帶來一線曙光？或許是在「防治」之外更積極的思考。

屏科大教授丁澈士呼籲台灣對地下水的思惟，應走出「防治超抽」的被動性，更積極利用雨季豐沛水量引入廣闊的地下水庫。圖中他所在位置就是屏東萬隆農場地下水補助計畫區域。