永續台灣的水資源------『雨水利用』

《工研院能環所 能環政策與推廣技術組  副組長傅孟臺》

國內水資源現況

在我們的印象中台灣的雨水量十分充沛,年降雨量約2,515公釐,換算成水量約905億立方公尺,為世界平均值的2.6倍,屬於降雨量豐富地區,但人口稠密,每人每年平均能分配之降雨量約4,348立方公尺,為世界平均值之六分之一弱,因此我們仍屬於水資源利用潛能不高地區之一,可供利用之水資源非常有限。

由於全島降雨量分布不均,降雨主要集中於每年五月至十月間的豐水期,尤其大部分集中於颱風過境時,約佔總降雨量的77%,其餘23%的降雨量分布於十一月至次年的四月的枯水期,尤其台灣南部僅約10%雨量降於枯水期,致使水源調配甚為困難。

  

雨水回收再利用:

收集下雨天的降雨利用,這是老祖宗們早就有的作法,且是國內外皆相同,例如台灣早期鄉村房舍屋簷下方之水缸、日本廟宇前方之雨水盆、韓國濟州島收集樹幹之雨水利用陶甕等,因此雨水的收集利用就變成為極為自然的事;近年來由於社會的變遷,人口朝都市集中,大部分可透水的土地已經被水泥或柏油路面所取代,換來的是整齊乾淨的路面,以往下雨天泥濘的道路已經被光鮮亮麗的磁磚或水泥替代,但土地卻已不再會呼吸,雨水不再透過土地滲透回地下水層,進行正常的水循環功能,因暴雨量造成都市無法順利排水形成水患的問題,近些年來更是頻頻出現;加上山坡地之不恰當開發與颱風帶來之豪雨,造成水庫集水區水源濁度異常之現象,形成部分縣市發生豪雨卻無自來水可用之奇特現象。


利用雨水資源成為具潛力的來源

國內民生用水雖然在政府大力推動節約用水措施之努力下,近幾年來已呈現平緩成長或下降之趨勢,每人每日用水量維持在280~300公升之間,民眾節水意識依據工研院三年來之調查,亦維持在60~70%之間,但永續環境及多元化之水資源政策是政府既定之方針,因此利用雨水資源以替代自來水做為雜用水源(包含沖廁及澆灌等用途),就成為可行且具潛力之來源,相關之雨水利用產品亦成為推動之重點。

目前政府提供之自來水系統普及率高達約百分之九十四,大部分民眾皆可享用便宜且方便的自來水,政府甚至設置成本較高之海水淡化廠提供離島居民充分且價廉之自來水,但近年來節約用水觀念較為普及,水資源有效利用之觀念已逐漸為一般社會大眾接納。

台灣地區歷年平均每年每人用水量

雨水產品推動之契機

政府於「挑戰2008---國家發展重點計畫」中明確規劃「綠建築」與「綠校園」計畫,並已落實推動於相關新設建築物及校園改善計畫中,新世紀水資源政策綱領中便論述研訂水源多元化發展條例中涵蓋雨水利用等事業興辦,提昇用水效率;同時於水源多元化發展條例草案中明訂包含貯留雨水在內之多元化水源標章,並規範政府機關、公立學校及公營事業採購多元化水源標章產品,得適用政府採購法第九十六條規定辦理。

同時民國940121日修正通過之建築技術規則建築設計施工編17  綠建築專章第298條規範建築物雨水或生活雜排水回收再利用,要求總樓地板面積達三萬平方公尺以上之新建建築物進行雨水或生活雜排水貯集、過濾、再利用之設計;同時 316 亦規範建築物應就設置雨水貯留利用系統或生活雜排水回收再利用系統,擇一設置。設置雨水貯留利用系統者,其雨水貯留利用率應大於百分之四;設置生活雜排水回收利用系統者,其生活雜排水回收再利用率應大於百分之三十。

以全國8,434所政府機關及學校而言,在政府推動相關節水及相關措施之下,就具有極大之雨水利用市場潛力。

當然雨水利用是一門專業的技術,可宏觀至都市開發的防洪規劃須由專業之人員進行,或一般中大型之雨水利用系統需由專業人員設計後執行,當然可也小至屋簷下擺個水桶盛接下雨水之降雨用來洗地板或澆花,這些都是依據我們的需求而定;為推動國內雨水利用工作經濟部水利署進而推動水利產業計畫,其中便包含雨水利用項目,雨水利用之所以有機會形成產業之ㄧ部分,那就是表示未來它會有各種類型之產品供民眾及建築師選用,作為雨水利用之用途,例如以德國及日本為例,一般民眾及建築師便可購買各種規格的雨水過濾器、雨水貯槽、控制系統等直接使用於家中或相關案例,國外以產品化推動之雨水產業(市場)便因應而形成。


多元化的國外雨水利用產品

產品化是推動雨水利用之重要途徑之ㄧ,以德國為例便積極推動雨水利用之產業,舉凡地面上之管式過濾器、埋入式過濾器、大型過濾器、各種尺寸之雨水貯槽、雨水消能器、防止動物進入雨水槽裝置、自動補水裝置及資訊通報系統等,都可在雨水器材公司買到,以2001年德國舉辦之雨水器材展示會為例,展示會場充分顯示了德國水產業的發達,各式各項的雨水利用器材令人耳目一新,德國雨水利用的模式與亞洲特別是我國雨水利用模式大不相同,國內一般均將雨水導入貯槽後再行利用沉澱、過濾等方式處理雨水,乾淨的雨水再導入雨水貯槽利用;德國的雨水利用一般而言較不偏向管末處理的方式進行,而大部分利用過濾管將屋頂雨水藉由機械設施過濾後導入雨水貯槽,再以浮球方式抽水以避免抽取池底之污泥及液面之浮渣。

 

各公司雨水利用產品形形色色:

各公司雨水利用產品大部份均著重於開發雨水利用之過濾器及控制系統,各廠家開發的雨水過濾器形形色色令人嘆為觀止,控制系統之小型化及電腦化亦讓人感受到德國工程師之設計開發能力,廠商提供之產品類別極為完整,一般民眾及建築師可輕易的購買完整的雨水利用套裝設備使用,德國雨水產業之發達對於推動水資源有效利用極為有利。2001年的德國雨水展覽會將近有五十家雨水器材製造廠商參與,參展廠商包含WISYGEPRALMALLWILOARCA SYSTEMSASP3P TECHNIKPONTOSELWA WAVIN等知名廠商,除了於室內展示各家產品外更於室外草皮展示大型設施之剖面,讓客戶更加了解該公司之產品性能。


國內雨水產品之應用案例及教育系統

國內工研院已開發管式過濾器做為小型之雨水系統器材,亦採用組合式管式過濾方式設計並已取得中華民國專利(專利字號:新型第219960 )及日本專利(專利字號:3099570 ),目前並技術移轉民間廠商生產銷售,並已應用於臺北市立動物園、平溪國小、法鼓山世界佛教教育園區、高雄市政府、經國技術學院、警政署等相關單位之雨水利用系統。

     

l         法鼓山世界佛教教育園區

乍看之下這張相片與日本京都之寺廟雨水排水水鏈有些類似,沒錯,這就是雨水排水鏈,下雨天時雨水會沿著屋簷的雨水天鉤導入雨水鏈排放,成柱狀之雨水沿著風鈴般的雨水鏈排放,極具禪意。

但假如這們想那只對了一半,因為這不是日本京都而是位於台北縣金山地區之法鼓山世界佛教教育園區的女眾寮房,並且是由工研院能環所工作團隊完成之雨水利用系統,這是一座結合廢建材利用、雨水利用及太陽能利用之環境友善系統。

法鼓山聖嚴師父極力推動自然環保概念,舉凡教育園區內之建築物及生活方式均以環境友善之觀念進行,因此法鼓山之法師們主動與工研院能環所聯繫希望善用當地豐沛之雨水資源,但又希望雨水設計能結合既有之建築物設計調性,完成一座生活化之雨水利用系統,作為修行者生活體驗之建築物。因此就在這些主客觀因素下,這一座雨水貯槽容量300噸並結合600W太陽能抽水裝置之雨水系統於94年底,在工研院能環所之協助下完成使用,目前法鼓山女眾寮房之沖廁用水及周邊之澆灌用水均以雨水做為水源,也節省了大量之自來水及井水資源。

l         台北市立動物園

國內知名之台北動物園由全園使用自來水為唯一之水源,用於沖廁、澆灌、動物欄舍清洗、動物池補充水、洗手用水及飲用等相關用途,每年自來水費超過千萬元,但在工研院能環所之協助下執行雨水利用及多項節水措施,已成功的利用雨水替代自來水做為雜用水源並將自來水費降低,成為國內外知名之節水典範。

 

l         全世界首創之雨水收集創意競賽

『這麼優秀,長大後歡迎進入XX人壽上班』這是一句有名的廣告詞,同樣的,我們希望雨水利用技術可在產業發展,更希望雨水利用概念藉由「創意性」的收集創意競賽在教育界紮根,由研發單位、產業界、教育界共同堆砌永續水資源環境之生活空間。

開發環境友善技術非常重要,但若可在落實產業技術發展之同時將水資源有效利用之觀念紮根於教育界,那就是將技術發展影響力應用於教育的重大社會效益,就在這種理念下工研院能環所與經濟部水利署合作辦理全世界首創之雨水收集創意競賽。

在政府推動永續環境之目標下,將技術性之雨水收集方式轉化為教育創意競賽模式彌足珍貴,因此歷經三年推動之雨水收集創意競賽,已深獲教育系統之認同及國際之迴響。

 
科技始終來自於人性,產業亦要和生活結合

協助產業技術升級提供優質生活環境,協助傳統產業轉型及開創新的水利產業,是工研院與業界共同努力之目標;水資源不但是有限的資源,更是負面表列資源,平常不太能體會它的重要性,但在水太多(水災)、水太少(旱災)及水太髒時才能深刻體會我們太忽略它了。

因此與國內產業界合作開發雨水利用器材,善用上天的恩賜雨水資源,建造永續水資源生活環境,終有一天台灣的雨水利用器材也會和德國一樣,行銷於全世界各地。