講者介紹

童慶斌教授1990年至美國唸書時,即對這方面的研究產生興趣,可說是氣候變遷領域的研究先驅。童教授不僅專注於水資源領域因應氣候變遷不確定性的相關研究,在教學中也展現高度的熱忱,著重啟發的教學方式,造福許多學子,對於環境議題有著超乎常人的洞察能力,其觀點和視野也成為學生學習的表率,更多次榮獲台灣大學優良教師獎項。

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影片介紹

隨著台灣近年天氣變異和變化極大,不是水太多、就是水太少,氣候變遷的反常現象,在台灣日益成為新聞焦點。童慶斌教授將帶領我們回歸到水的本質、水的特性,重新認識千變萬化卻依然始終如一的水分子,一探水世界的奧秘。

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文稿

與會的各位嘉賓大家好,環品會請我介紹水分子,這看起來很抽象,黃校長剛提到水是全球的問題,聯合國要努力、政府也要加油,萬一聯合國、政府都不加油,大家該怎麼辦?水到底什麼東西?

這個水分子資料是從Wikipedia下載下來,水分子你用肉眼是看不到的,H2O是由一個氧兩個氫鍵結在一起,看起來太科學。我們來看一點有感覺的東西,這張圖是我喜歡的一張照片也是我拍的,我在美國康乃爾大學念書,這是在旁邊的湖畔拍的,我非常喜歡這個環境,因為讀博士非常的苦悶,最喜歡的就是到公園旁放鬆自己、放空自己、享受環境。

大家有看到水分子嗎?若大家到公園時會說「哇!我看到水分子!」應該不會,應該會說看到好漂亮的水、好漂亮的湖泊,可是你真的看的到所有的水嗎?我保證大部分的人沒有,為什麼?在這湖水以外,綠地、草皮通通都有水,這邊有藍的水、綠的水,水,無所不在。

包含你的身體內都有水,所以真的了解水嗎?你看到水,真的都是你眼睛裡所看到的嗎?有沒有哪些是你不知道,但是我們可以用的?好的水管理就在於好的環境可以讓你生活,可以過得非常愉快,可以享受生活,在繁忙的工作之下放鬆自己,可是如果沒有管理好就像2001年納莉颱風。

這是台北的捷運,剛剛黃校長提到台北以後會有土石流,不用等到以後,2001年就有納莉颱風,大家可能已經忘記了。這是我們的捷運系統,我去國外常常開玩笑說,台灣對淹水調適系統很強,因為我們可以用捷運系統做排洪,所以淹水不嚴重。確實很厲害,捷運系統很快地恢復,我們的回復力很強,這的確是調適能力,聽起來好像是開玩笑,不過這個不能當常態,這是不得已的。

[02:49]
可是你會發現當你沒有好好管理水就會造成這種現象,這是2001年的納莉颱風,大家如果還有印象的話,接下來2002年石門水庫,就在旁邊造成嚴重的乾旱,這兩個事件如果以學術上來看,大家比較不想要聽到學術名詞,但常常會聽到的是這種回歸週期、百年頻率,他們每個發生都是百年頻率,也就是每年發生碰到的機會是1/100。

這兩件乾旱跟洪水在同一年發生,因為一個是9月、一個是隔年春天,同一年發生1/100乘以1/100,等於萬分之一,也就是說我們在同一年發生這麼大的事件是萬分之一的頻率。大家多幸運,一萬年才會碰到一次,可是就這樣碰到了。

但不要太高興,大家如果回想2003年、2004年,一直到現在,已經不是一個極端事件,或許大家慢慢習慣了。現在台灣大學常常有國外的教授跟我們交流,說他們下了500mm的雨量造成淹水,他們稱做陸地的海嘯。在台灣下500mm其實坦白講沒事,但我們已經慢慢習慣,這代表說我們就沒問題嗎?恐怕未必。

除了淹水問題,水少造成乾旱的問題,還有水質較髒,剛才黃校長也展示一張圖,大家可以看到這種水髒造成這種優氧化,以及整個生態的影響,都是非常非常顯著的。所以,大家要學水文學。我在台大有開水文學的課,有興趣的話下學期有開,不過你們大概沒興趣聽課。水文學是什麼?如果把這邊加一個逗點,或者「水,文學」,會覺得好像還滿棒的。

這東西你會覺得這是個科學或是工程,其實不是,你會發現其實你早就知道水文學了,我們只是用數學描述大家所知道的東西而已,如果你深刻去了解水文學,就不用等聯合國、不用等政府,有些事情自己就可以做。

[05:00]
回頭談一下水文學到底是在學什麼?水文學談的是事件,我們剛談論洪水事件、乾旱事件,是什麼造成洪水、造成乾旱,還有水的分布,包含黃校長提到的全球、台灣的分布,或是在時間上、空間上的分布。因為我們需要了解他,當我們了解這些特性以後,進一步可以管理與應用,其中當然包含水的性質,像是下雨包含蒸發,什麼是下雨?什麼是蒸發?等一下我會再介紹。

當然我為什麼要知道水文學,剛剛提到我們想要知道洪水有多嚴重,到底有多少水可以用?需要多少水?水質的污染到底多大?我們關心生態、溪流生態,譬如櫻花鉤吻鮭是我們的國寶魚,到底它需要多少水?這些通通跟水有關,你要去了解這些水,如果對水文、水的文學不了解,就很難解決這些問題。

當你了解之後,即使不能解決,都可以很正確的關心這些問題,你可以對政府提出非常明確的意見,這是因為你了解。你不需要透過數學描述,這給專業做,但是你需要概念,我覺得這很重要。大家很常談論水資源,台灣為什麼每天下這麼多的雨?又怎麼會沒有水資源,看完河川流量,怎麼會沒有水資源?大家不要以為有水就叫做有水資源,水資源的定義是什麼?是指我們真正可以利用的,而且可以給工業、民生、農業、休閒和生態產業都可以使用的,這才叫做水資源。

以我們來講,河川的水就是水資源? 未必,要能引到家中才叫做水資源、要能用到才是水資源。你沒辦法利用的是水資源沒錯,可是這是不可利用的水資源。

其實在前面翹課飛鳥也介紹許多的內容,我是工程師,總要看點數據,大家應該不意外全球水資源最多的是海水,97%,淡水大概3%。如果再將水資源分成冰帽跟地下水,surface water就在地表的地表淡水,圖中顯示地表淡水佔比3%中的0.3%,如果再看更細的數據河川是0.3%內的2%。做個簡單計算不知道有沒有算錯,現在數學變比較差一點,結果河川的淡水大概佔整個地球水資源的0.00018%。

[07:30]
台灣的水資源與全球都一樣,從哪裡獲得水資源?河川。我們為什麼從0.00018%中獲取水資源呢?我們為什麼說缺水?可能大家要有新的思維,台灣每年的降雨量有2,510公釐,全球每年平均降雨量是973公釐,若除以我們人口數,仍然是全球的1/5到1/6之間。

我們常說我們台灣缺水,雨量雖然很大,但是人均平均起來很少,常常告訴自己是缺水國家,坦白講我比較不喜歡這樣。因為我是學水的,希望水是歡樂的,就像喝可口可樂一樣,是個很歡樂的,甚至可以讓我們生活很棒。我們要減災、搶救水資源,可是我們這樣真的是缺水嗎?

台灣是不是真的缺水,我們整個水資源,有20%幾是蒸發散掉的,從大氣再蒸發回去,從液態變成氣態,然後有的到海裡面佔58%,真正能利用才20%,因為我們山林的坡度很陡、河川又短,水很快就流到海裡面了。

有沒有想過一個新的思維,為什麼我們只讓水流到河川才要使用,為什麼不是在下雨時就把水資源留下來用,雨也不會只下在河川,而是在每個地方。如果每個地方都把水拿起來用,我們絕對不會只用20%,所以這是該如何善用水資源的問題。

我覺得要有新思維,未來面對水資源不僅要用心,而且需具有新思維的心,不能再只是用河川取水的思維,還要用遍地開花的思維,到處善用水資源。依賴政府不可能遍地開花,要靠各位到處使用水資源。另外,水還有時間的特性,舉南部來說,南部90%是落在豐水期,也就是從5月一直到10月,這時候有梅雨、颱風。枯水期基本上雨量就很少,就很像你在賣芒果冰,所有收入的90%都在夏天,所以該怎麼辦?

[10:00]
當然不能因為夏天很高興賺很多錢,都把錢全部花光,到冬天開始沒錢,所以我會想到存錢;同樣的道理,特別是南部的水資源,黃校長鼓勵大家到南部,不過從水資源角度可能要考慮一下,北部比較沒有這個問題。基本上水資源的供給是我們的需求,所以當供給有過多或是過少,就要考慮要不要分配,把過多的部份存起來。

如果講水大家可能沒有什麼感覺,就把它想成錢好了,有時候錢賺得比較多,你會怎麼辦?當然要存錢,存多少就有多少,可是若要存水恐怕不是要存多少就有多少,因為要存在水庫,蓋水庫的地方會愈來愈難,所以該怎麼辦?你可能要看每個人所在的地方,都蓋水庫呢?不可能。有沒有辦法大家都幫忙存水呢?

這是水循環,從蒸發到降雨形成一個循環,黃校長也提到水循環是全球的問題,水是用之不盡,取之不竭,可是若沒有善用,就會沒水可用。

我們在研究流域中會談論,從一個全球尺度到集水區,究竟曾文水庫、石門水庫、翡翠水庫到底含有多少水,其實這就是水平衡的概念,當雨水降下開始有入滲到土壤中,到土壤裡面之後也會到地下水排放出來,或是在地表形成逕流,到底有多少水可以進來,就看地表有多少的水,地下又可以留下多少水。

這張圖片好像換湯不換藥,不過就是每天所經歷的,前兩天在大安森林公園散步,剛好遇到下雨,索性的把雨傘收起來,大家可以試試看,你就可以體會什麼是水文,這時候你會感受到降雨,身體開始有水,你身體的水就是這邊所謂的截流。

如果雨停出太陽之後,水分就會蒸發、乾掉,或是在夏天時水分會蒸發,一到地面會往下入滲,如果水都入滲不及就會形成逕流,逕流聽起來很抽象,其實逕流就是淹水。從水平衡的觀念,如果不希望淹水該怎麼辦?其實很簡單,增加你的窪蓄儲存並增加入滲,所以將來各位如果要幫忙,家裡有些建築就要增加透水使之入滲,然後需要有個儲水池。你可以挖個蓄水池,若在台北市大概比較難,如果你是鄉下挖蓄水池,或者屋頂做雨水儲集系統,可以將雨水儲集起來,不僅可以用,也可以減洪。藉由水平衡觀念,各位已經可以開始做很多事了。
最後以這個為結語,我覺得未來的世界氣候會改變,氣候會造成水循環的改變,只要了解水資源、水平衡,發揮個人的力量,減少洪水的影響、減少水資源的需求,然後由我們個人發展的一些小型系統,再結合政府發展的大系統,將來的世界是需要分散系統與中央式的整合系統相互結合,才有辦法解決未來的問題,我們才能有智慧、友善的跟水生活在一起,以上是我的報告,謝謝大家。

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