為何會發生乾旱災害呢?
旱災發生的主要原因是「長時間自然降水偏低導致儲水體缺水,以至於無法滿足社會經濟系統的水資源需求量」,因此,一個地區發生乾旱與否,將受當地自然氣候因子與人為的社會經濟因子交互作用所影響,換句話說,即使一個地方降雨充沛,但是若其需水量超過其降雨量及儲水體所能供給的水資源,仍然會發生乾旱災害。
傳統的災害防救會將災害的致災原因區分為自然因素與人為因素,藉此釐清災害發生的責任歸屬,乾旱災害的致災原因如表1所示 [3.4.7] 。但是若要深入探究驅動災害的因子,可以由危害度、暴露度、脆弱度等三項風險驅動因子分析。
表1、臺灣乾旱災害之致災原因
自然因素 |
人為因素 |
|
|
危害度—影響旱災的氣候驅動因子
影響旱災的最主要氣候驅動因子為降雨量(尤其是降雨量減少的情形),當降雨量偏低或長時間不降雨,容易造成氣象乾旱;若造成河川流量減少,則造成水文乾旱;若集水區收集不到水,再加上儲水體(例如:水庫)水資源逐漸被使用殆盡,則會造成社會經濟乾旱(缺水)。
旱災研究主要探討的危害度因子包含:降雨量、不降雨日數、不降雨延時、乾旱監測指標,以及重要季節的降雨量(例如:春雨)等。
根據過去百年(1911-2010年)的資料,臺灣的總降雨量沒有明顯的變化,但是年總降雨日數下降,顯示不降雨日有增加的趨勢,此外,在不降雨延時(日雨量低於0.6mm,連續不降雨日數重現期大於2年者)變化方面,在6個百年測站中,花蓮、恆春、臺北、台東的連續不降雨日數頻率增加較為明顯,臺中、臺南則無明顯變化。[3.4.8]
另外一項降雨研究則發現自20世紀初以來,臺灣北部的乾旱次數略為增加;中、南部的乾旱次數雖略微減少,但是乾旱延時、乾旱量與乾旱強度卻更加嚴重。[3.4.9]此外,學者們常使用一項標準化降水指標—連續三個月降雨量(Standardized Precipitation Index 3,簡稱SPI3),來具體量化乾旱的嚴重程度。在臺灣,乾旱量最大值、延時最大值都發生在北部地區,最小值在中部地區;乾旱強度最大值在西北部地區,最小值則在東部地區。[3.4.10]
最後,在季節降雨的變化上,春季是一年四季當中雨量變化最大的季節,臺灣春季的降雨集中在西北部與北、中部山區,是這些區域年總雨量的近1/4,且多由鋒面造成。因秋冬季節降雨本就偏少,春季降雨若再減少,將威脅北部地區供水穩定,甚至會有缺水的問題。
由1979-2009年間的資料可以發現,台北測站春季降雨量與鋒面影響日數都有下降的趨勢(圖1)。由於北部山區是石門水庫集水區的重要水資源,頻繁發生的乾旱將不利桃園、新竹及苗栗地區水源供應,包括該地區的一期稻作產量。[3.4.11]
圖1、臺北測站(1979年-2009年)春季降雨總雨量及鋒面影響日數歷線圖。
(藍色折線為春季降雨量,紅色線為趨勢線;綠色區塊為鋒面影響日數,黑色線為趨勢線)
暴露度—人與自然危害的交會
臺灣的乾旱問題通常會影響到農業給水以及公共給水(民生用水和工業用水),因此在探討暴露度因子方面,亦必須針對不同暴露對象分開探討。
(一)在農業用水方面:
雖然臺灣已逐步由農業社會轉型為工商業社會的發展型態,但是,為了保證島嶼國家的糧食安全,農耕地仍然為重要的土地利用型態。根據農委會的統計資料,目前臺灣的農耕土地總面積約近80萬公頃,其中,用水量較大的水稻面積為17萬公頃,產量超過1百萬公噸,主要產地包含雲林縣、臺南市、彰化縣、嘉義縣等[3.4.12]。
(二)在民生用水方面:
根據內政部統計至2017年底,我國的總人口約為23.57百萬人[3.4.13],人口密度約為每平方公里651人,因都市化之影響,人口集中於六都及其他的都市區域,例如:嘉義市、新竹市、基隆市等,使得水資源供給集中。
(三)在工業用水方面:
高產值的科學園區包含有新竹科學園區、中部科學工業園區、南部科學工業園區,這些高產值的產業一旦因為乾旱缺水而停工,便可能面臨極大的損失;此外,經濟部工業局主管的傳統工業區在全台各縣市超過50個,還有其他地方政府及民間投資的產業園區,這些集中的產業發展聚落以增加水資源供給壓力。
總體而言,雖然我國全年降雨量約有980億噸,扣除蒸發損失後,多數水資源皆流入海,我國的年用水總量約為177億噸,其中農業用水占約七成多,民生用水占約兩成,工業用水占約一成(圖2)。
近幾十年間,隨著生活水準的提升,民生用水的量明顯增加許多。再者,產業型態改變用水需求量亦增加,如原有用水量少的傳統產業,改變成高耗水工業或觀光休閒農場等產業;或高耗水產業與缺水容忍度低的產業,設立在水資源不足或高缺水地區,加重該地區缺水問題與旱災的衝擊嚴重程度。[3.4.14]
圖2、台灣目前平均水資源利用現況(民國92~101年)[3.4.14]
脆弱度—影響旱災的環境、社會經濟驅動因子
臺灣的雨量在豐枯水期差異甚大,及河川短小不易儲存水量,水庫興建一直是水資源調配的重要策略。但人為過度開發土地,破壞土壤保水與水源涵養能力,使枯水期的基流量下降,增加旱災的脆弱度。又由於臺灣的地質特性,水庫上游容易崩塌並淤積於水庫之中,大幅降低水庫的有效蓄水量。在全臺102座的水庫壩堰中,設計蓄水總容量有28億5,635萬立方公尺,目前僅剩容量19億684萬立方公尺,淤積率28.13%,其中,南部的曾文水庫容量最大,設計總容量7億餘萬立方公尺,但淤積使得容水量僅餘4億餘萬立方公尺,這使得我國的水資源調蓄存空間雨容量逐漸降低,增加脆弱度。
除了需水量增加的趨勢之外,我國的自來水管線品質不佳也是缺水的可能原因之一。臺灣許多地方的自來水管線使用塑膠材質,容易老化腐壞與硬化裂開,在運送過程中產生漏水。臺灣的漏水率約20-30%,高於全球的平均漏水率18%;每年漏掉的水至少12億噸,可以集滿三個翡翠水庫的庫容。
其他因子還包含水資源汙染,此問題對旱災的衝擊分為兩種:一種是汙染的水無法正常供給,意即可供給之水量減少;而另一種是氣象與水文乾旱使河川流量不足,造成水質自淨能力下降。水庫上游集水區若無管制開發,上游的污染順著地表逕流流入水庫中,將造成水庫的優養化,影響供應的水量。降雨量減少,該地區的河川流量亦減少,尤其在乾旱時河川基流量變小,缺乏自淨能力,亦會加重水質惡化的程度。
暴露對象 |
危害度 |
暴露度(數量) |
脆弱度 |
其他 |
||
乾旱災害 |
農業 |
|
|
|
|
|
公共 |
|
|
|
|
|