臺灣古典水利工程
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臺灣古典水利工程 發展與社會變遷. 張文亮教授. 一、前言. 1-1. 地球上水的重要性. 世界古老的文明, 都起源於大河邊。 世界古老的文明, 都沒落在大河的管理失當, 以致良田轉為荒漠。. 1-2. 地球上水的分佈. 表(一)世界上水的分配. 表(二)世界上淡水的分佈. 地區. 面積(百萬平方公里). 降雨量(厘米 / 年). 蒸發量(厘米 / 年). 蒸發量%. 地表水(厘米 / 年). 地表水%. 地下水(厘米 / 年). 地下水%. 亞洲. 45.0. 726. 433. 59.6. 217. 29.9. 76.

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臺灣古典水利工程 發展與社會變遷

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Presentation Transcript


7101903

臺灣古典水利工程發展與社會變遷

張文亮教授


7101903

一、前言


7101903

1-1. 地球上水的重要性

世界古老的文明,

都起源於大河邊。

世界古老的文明,

都沒落在大河的管理失當,

以致良田轉為荒漠。


7101903

1-2. 地球上水的分佈

表(一)世界上水的分配


7101903

表(二)世界上淡水的分佈


7101903

地區

面積(百萬平方公里)

降雨量(厘米/年)

蒸發量(厘米/年)

蒸發量%

地表水(厘米/年)

地表水%

地下水(厘米/年)

地下水%

亞洲

45.0

726

433

59.6

217

29.9

76

10.5

歐洲

9.8

734

415

56.5

210

28.6

109

14.9

北美洲

20.7

670

383

57.2

203

30.3

84

12.5

南美洲

17.8

1648

1065

64.6

373

22.6

210

12.8

非洲

30.3

686

547

79.7

91

13.3

48

7.0

澳洲

8.7

736

510

69.3

172

23.4

54

7.3

台灣

0.036

2510

527

21.0

1883

75.0

100

4.0*

表(三)世界各洲的水文分佈


7101903

1-3、地球—水最多的一顆星球


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1-4. 台灣下很多雨,卻是一個缺水的地方

國 名

平均降雨量

土地

面積

年間總降雨量

出海率

年間

流量

2002年

人口

每人之

水資源量

(mm)

(103 m2)

(億m3)

(%)

(億m3)

(百萬人)

(m3/人/年)

台灣

2,500

35

904

75

675

23

2,940

巴西

1,950

8,516

135,500

70

94,600

176

54,100

日本

1,665

368

6,000

67

4,000

127

3,150

瑞士

1,200

41

490

58

280

7

4,020

英國

1,170

244

2,860

58

1,660

60

2,750

印度

920

3,288

30,250

45

13,600

1,046

1,300

義大利

900

301

2,700

35

950

58

1,550

法國

770

551

4,240

40

1,700

60

2,800

美國

750

7,828

58,700

40

23,600

281

8,400

中國大陸

700

10,005

70,000

38

26,600

1,284

2,075

瑞典

630

440

2770

37

1,030

9

11,570


7101903

台灣主、次要河川分佈表

區域

分佈

縣名

主要河川

次要河川

普通河川

宜蘭

1條

(蘭陽溪)

7條

3條

台北

1條

(淡水河)

2條

18條

桃園

1條

(淡水河)

3條

7條

新竹

1條

(頭前溪)

2條

2條

苗栗

2條

(後龍溪)

(大安溪)

2條

4條

(房裡溪)

台中

3條

(大安溪)

(大甲溪)

(烏 溪)

0條

1條

彰化

2條

(烏 溪)

(濁水溪)

0條

7條

雲林

2條

(濁水溪)

(北港溪)

1條

1條

嘉義

3條

(北港溪)

(朴子溪)

(八掌溪)

0條

2條


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區域分佈

縣名

主要河川

次要河川

普通河川

台南

4條

(八掌溪)

(急子溪)

(曾文溪)

(二仁溪)

1條

4條

將軍溪

高雄

2條

(二仁溪)

(高屏溪)

2條

4條

後勁溪

屏東

2條

7條

東港溪

10條

台東

1條

(卑南溪)

3條

26條

花蓮

2條

(秀姑巒溪)

(花蓮溪)

2條

11條

(高屏溪)

(林邊溪)


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二、台灣的發展是一部水資源管理的演進史2-1 原住民的水資源管理

不同於其他的地區,台灣有獨特的地理環境,自古以來就有取水的技術,進而影響其農業發展與人文的變遷。在漢人尚未到達台灣之前,原住民就有灌溉取水的方法,可惜,這些原住民早期的取水工程大都跡不可考,淹毀於颱風淹水中,或是被併入後來漢人開發的工程中。這些原住民的早期取水工程是非常值得研究的主題,否則原住民的文化表現都被漢人或外來觀光客扭曲為只有歌唱、跳舞與飲酒。


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2-1 原住民的水資源管理

目前仍然有跡可尋的原住民取水工程,仍有若干,例如在台東縣知本溪卑南族所築的「射馬干圳」,花蓮阿美族取地下湧泉所建的「三仙河圳」,太魯閣族在立霧溪所築的引水道,苗栗賽夏族在中港河邊所築的「番子口圳」等,可見原住民懂得取水灌溉的重要。在山區的原住民,如泰雅族與排灣族較少使用圳道引水,但也知道在山泉水邊,直接取水灌溉芋頭、玉米、小米、麵包樹等農作,而非完全由狩獵、摘取野菜的方式獲取一切食物。


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台東卑南族所挖的射馬干古圳


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花蓮阿美族對溪流的使用—植物的栽種


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阿美族在池塘裡的捕魚結構


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阿美族在馬太鞍濕地的捕魚結構


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阿美族的水菜


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2-2 荷蘭時期的水資源管理

荷蘭人在一六二四年前來台灣,是台灣農業發展上的一個轉折。荷蘭是一個注重農業的國家,而且生產的技術優良。荷蘭的土地面積與台灣相似,迄今仍是世界第三大的農業輸出國。荷蘭人在台灣時期,前來的人並不多,只有六百名居民,兩千兩百名士兵,而且大都位在台南安平附近,但是對台灣的日後影響重大。


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2-2 荷蘭時期的水資源管理

荷蘭人也在台灣建造引水圳路,如在台南仁德的「參苦陂」、關廟鄉的「荷蘭陂」、官田鄉的「三腳陂」。建大型的蓄水池,如在烏山頭的「三角埤」,與為與嘉義平埔族和好所建的「紅毛埤」(後來稱為蘭潭)。並在台南、彰化等地築了八口水井(漢人稱此為紅毛井),可見荷蘭人開發的區域已達彰化,荷蘭人在彰化住過的地方,至今稱為「社頭」(表示尊其為村社的領袖)。


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2-2 荷蘭時期的水資源管理

此外荷蘭人也教住在海邊的平埔族,在每年十二月至二月期間出海捕「烏魚」,製造「烏魚仔」,也鼓勵近海漁民墾地養殖「虱目魚」。荷蘭人在台灣三十八年(到一六六二年前),台灣的農耕面積已達11,833甲,其中45%為蔗田,55%為水稻田。


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水秤


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2-2 荷蘭時期的水資源管理

相傳台北淡水的「水梘頭」有一荷蘭人前來開墾的農地,我曾經前往勘察,已不見田地的特徵,但仍有一水流豐沛的泉水自地湧出,與一條年代古老的砌石渠道將水輸送到附近農地。我問附近的耆老,何時開始引用此泉水,他們說:「相傳鄭成功來台灣前,就在用了。」


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2-3. 明朝時期的水資源管理

一六六二年鄭成功登陸安平,荷蘭退出台灣。隨著鄭成功前來的有超過十萬個以上的士兵與部份的家眷。為了安頓這些人,鄭成功實施「屯田制度」,派他的軍隊到台灣西岸各處墾地、拓荒。


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先民渡海


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先民早期的水車


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早期的水稻插秧


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2-3. 明朝時期的水資源管理

鄭成功登陸後不久就病逝,他的兒子鄭經繼位,他在位十九年,這是台灣水資源的另一轉折-農地開發逐漸分佈西部平原。這期間最有名的有在一六六一年,開發嘉義八掌溪的賴剛直,同年何積善開發八掌溪河口的鹽水港,這帶來嘉義的開發。一六六二年,亦有鄭經的部下開發左營與後勁,一六六三年鄭成功的將領,外號「鐵人」的林鳳,開發曾文溪,其所在地後來稱為「林鳳營」,這是高雄拓荒的開始。


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2-3. 明朝時期的水資源管理

一六六六年,劉國軒前往彰化(當時稱為半線)開發鹿港,並以此作為彰化平原農作出產的輸出港,這使得鹿港成為早期台灣西部的重要港口。他住的地方後來稱為「國姓鄉」。一六六八年,鄭成功另一個部將林圮開發濁水溪的南岸「斗六」,這是雲林開發的起源,後來他又率人進入「竹山」開發濁水溪的上游,所以竹山早期稱為「林圮埔」,這是南投縣開發的起源,這些開發都與水有關。


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2-3. 明朝時期的水資源管理

一六八○年,施長齡在「二水」建「八堡圳」,引濁水溪的水進入彰化南部的平原,他開發「田中」、「溪洲」、「永靖」、「大村」、「花壇」(又稱金墩)、「秀水」等地,使彰化成為盛產水稻的地區,這是彰化開發的起源。一六八一年,鄭成功的將領王世傑進入新竹(以前稱為竹塹),他在一六九一年自頭前溪引水灌溉新竹平原一百三十甲土地,故又稱為「百里圳」(後又改名為隆恩圳),這是新竹開發的起源。同年,鄭長與王錫琪北上「唭里岸」,建「七星墩圳」引水灌溉,這是北投、關渡地區開發的起源。


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西螺七崁的開發


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2-3. 明朝時期的水資源管理

一六八一年,鄭經病逝,他的兒子鄭克塽繼位,一六八三年投降滿清,台灣進入清朝的版圖。鄭氏家族在台灣統治二十三年,農地增加的以旱田為多,增加到10,919甲,水田增加到7,534甲。這期間自大陸引進的農作品種有花生、烏米、蘆薈等,主要種在開發的土地上。


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2-4. 清朝時期的水資源管理

滿清據台初期,在台灣約留下一萬個士兵,分鎮各處。一六八四年清朝官府下令福建、廣東地區的居民不得移住台灣,但是仍然不斷地有先民前來。如一六八五年,楊志申前來彰化,自大肚溪南岸引水,經「快官」、「柴坑仔」、「彰化」、「員林」等地後出海,這是開發彰化北部的「東西一、二圳」,迄今東西一圳淤積廢棄,東西二圳至今仍存。由於東西二圳穿越彰化市區,所經過圳路上方的道路就稱為「過溝仔」。一六八六年,客家人也進入台灣,開墾高屏溪畔的農田,這是屏東的源起。


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彰化東西二圳取水口


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宜蘭二結老水井


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2-4. 清朝時期的水資源管理

一七○九年,陳賴章至艋舺(今稱為萬華)開發,艋舺是平埔族語小船的意思。艋舺位於淡水河畔,南可入大漢溪,東可進新店溪,是台北平原的農產輸出港。後來與南部的安平港、中部的鹿港為當時台灣最熱鬧的三個港口,稱為「一府、二鹿、三艋舺」。一七一四年周鐘瑄開發嘉義的「將軍圳」與「道爺圳」,一七一六年大肚溪南岸的先民勇渡大肚溪,至大甲溪的「石岡」以葫蘆墩圳引水進入豐原(當時稱為葫蘆墩),灌溉台中平原,這是台中的開發源起。


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台中葫蘆圳引水口


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2-4. 清朝時期的水資源管理

一七一九年,吳金興進入苗栗,引中港溪水,鑿山穿道,進入頭份,開始開發苗栗山區。一七二○年至一七四○年間,是台灣動盪的時期,土地的開拓與水資源的開發少很多。


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2-4. 清朝時期的水資源管理

由於台灣的中、南部常起動亂,北部就逐漸有更多人前往開發,如一七四○年郭錫瑠進入「新店」,進新店溪引水灌溉台北平原,這圳路後來稱為「瑠公圳」,是台北市開發的源起。一七五○年,林成祖在「板橋」開發「大安圳」,以灌溉一千三百公頃的水田,這是當時的大工程。建造圳道,有了供水就有更多人前往租地種植,這也是板橋、永和、中和等地的起源。一七五一年,李祖鼎到淡水引湧自大屯山麓的泉水灌溉,開始了北台灣淡水、三芝、石門、金山等地的開發。


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2-4. 清朝時期的水資源管理

一七五五年,謝雅仁到苗栗自龜頭山溪築「貓裡汴圳」引水灌溉,後來貓裡改名為「苗栗」。一七六三年,薛奇龍到「楊梅」,引山泉水灌溉,經「霄裡大圳」灌溉楊梅附近的丘陵地,帶動了桃園與中壢的開發。一七六六年,張必榮到「新莊」築「永安圳」灌溉附近農田,這是新莊的開發。


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台北新莊的開發


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2-4. 清朝時期的水資源管理

一七七○至一八○○年,是台灣另一個動亂時期,台灣西部各處有漳州人與泉州人的互鬥,死傷慘重。一七八六年又有林爽文之亂,先民開發的腳步,逐漸伸往台灣東北角。一七九六年,吳沙率眾進入礁溪,一八○五年劉光疵建「大陂水圳」灌溉宜蘭平原。一八二二年宜蘭有林永春之亂,但是無阻先民前進的腳步,一八二八年吳全進入花蓮開墾。


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2-4. 清朝時期的水資源管理

戰爭一停,西部也就持續開發。一八二九年陳進成開發「大溪」,一八三八年曹謹自高屏溪九曲塘引水進入「鳳山」,這條圳路稱為「曹公圳」。當台灣東、西部平原逐漸開發,後來的移民就逐漸往山地前進,例如一八三一年,在苗栗「內埔」的「金廣福墾隘」。


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2-4 清朝時期的水資源管理

一八六○年代,清廷的勢力急速衰敗,一八六九年在台兵力只剩7,700名士兵,但是日本對台灣卻垂涎已久。一八七四年日軍登陸牡丹,同年退兵。一八九四年,中國「甲午之戰」兵敗,一八九五年四月十七日將台灣割讓日本。


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2-5. 客家人開發水資源的技術 上坪溪的老堰


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客家的水橋


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水橋上通水的渠道


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客家的水車


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馬蹄形的引水隧道


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客家的山邊取水廊道


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客家的梯田


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客家的蓄水池


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頭前溪的分水裝置


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客家的超級大井


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2-6. 日據時期的水資源管理

日本對台灣的首件水利工程開發,是在一九○一年,開始興建台東的「卑南大圳」,這件工程促進東台灣的發展,並且使得關山、池上地區成為著名稻米的生產區。同年也對台灣各地私人開發的圳道、水陂,收歸於「公共埤池」統一管理。


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台南烏山頭入水口


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台南烏山頭入水口水門控制區


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2-6. 日據時期的水資源管理

一九○七年,日本首度採用「鋼筋水泥」改建渠道引水工程,這是台灣水資源工程建造上的一個轉折,鋼筋水泥能夠負荷較大的水流沖刷,而且較為穩固。一九一一年,在花蓮的木瓜溪邊開拓「吉野圳」。一九一六年,在桃園大漢溪建一攔水堰,建「桃園大圳」將水供應桃園全地。一九二○年在八田與一的規劃下,建築了著名的「烏山頭水庫與嘉南大圳」,使台南、嘉義、雲林三地的缺水旱作田,都能獲得供水,種植水稻,使得這片平原成為台灣物產豐富的「嘉南平原」,這也是台灣歷史上開發最大的水資源工程。


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2-6. 日據時期的水資源管理

一九三一年,日本人又在宜蘭建「金同春圳」為虹吸管水路,灌溉壯圍、員山地區的農地。


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金同春圳的杆格工法


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日據時期的砌石工法


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日據時期馬朝消能池


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日本在台東鹿野的甘蔗栽種


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日本在台東關山的蓄水池


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日本在花蓮豐田的水路開發


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日本在花蓮豐田的農地開發


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日本在花蓮豐田的種植


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2-6. 日據時期的水資源管理

一九四一年日本偷襲珍珠港,太平洋戰爭爆發。一九四五年八月六日與九日,美國分別在日本廣島、長崎投下原子彈。十五日,日本投降。


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水庫名稱

竣工(年)

水庫原蓄水體積(106 m3)

現有效蓄水體積(106 m3)

淤積減少水庫體積比(%)

烏山頭

1930

171.2

89.1

48.0*

日月潭

1934

171.6

150.6

12.3

蘭潭

1944

9.8

9.5

3.1**

澄清湖

1952

5.3

4.4

17.0**

阿公店

1953

36.7

17.2

53.1**

石門

1963

309.1

253.7

17.9*

白河

1965

25.1

13.3

47.0**

德基

1973

262.2

235.8

10.0

曾文

1973

712.7

597.4

16.2

翡翠

1977

406.0

385.9

5.0*

2-7台灣光復時期的水資源管理-水庫資料

*:普養化 **:優養化


7101903

三、近代水資源管理的問題與解決


83 92

臺灣地區近十年各標的用水量趨勢概況(83年~92年) 單位:億噸

農業用水

工業用水

民生用水

占總用水

年總用水量

占總用水量

占總用水量

用水量

用水量

用水量

量百分比

(%)

(%)

年別

百分比

百分比

(%)

83

175.9

131.7

74.9

16.0

9.1

28.2

16.0

84

188.4

144.6

76.8

16.3

8.7

27.5

14.6

85

181.2

135.0

74.5

17.6

9.7

28.6

15.8

86

180.3

135.1

74.9

16.1

8.9

29.1

16.1

87

172.0

122.4

71.2

17.8

10.3

31.8

18.5

88

168.7

120.5

71.4

17.2

10.2

31.0

18.4

89

178.1

123.1

69.1

18.7

10.5

36.3

20.4

90

184.8

130.1

70.4

17.4

9.4

37.3

20.2

91

186.9

134.1

71.7

17.7

9.4

35.2

18.8

92

176.0

124.3

70.7

16.1

9.1

35.5

20.2

資料來源:經濟部水利署水源經營組


83 921

臺灣地區近十年各標的用水量趨勢概況(83年~92年)


7101903

水質劣化與污染——彰化鹿港的水污染


7101903

岡山阿公店地區的水污染


7101903

台南佳里的大峽谷


7101903

彰化和美的水稻鎘汙染


7101903

西螺豬糞尿污染


7101903

雲林沿海的地下水污染


7101903

台灣地下水污染對井體的破壞


7101903

縣市

面積(公頃)

污染源

宜蘭

830

石礦、養蝦池

台北

37

化工

桃園

2957

工業、畜牧

苗栗

123

工業、畜牧

彰化

3766

工業、畜牧

雲林

2236

紙廠、畜牧

台南

135

工業

高雄

1444

皮革、畜牧

屏東

159

畜牧

台灣農地受污染面積


7101903

3-4. 生物棲地——濕地保護與生態工法的興起


7101903

台北的關渡溼地


7101903

嘉義的浮萍溼地


7101903

彰化寶橋溼地


7101903

一月

二月

十一月

十二月

總量

三月

四月

五月

六月

七月

八月

九月

十月

雨量

(mm)

77.0

83.9

99.9

73.5

2510

106.4

115.6

261.9

404.6

358.8

425.1

312.3

191.0

4.2

4.6

10.4

16.1

14.3

16.9

12.4

7.6

比例(%)

3.1

3.3

3.9

2.9

100

3-5.氣候變遷與水資源管理的不確定性月平均雨量分佈

枯水期

豐水期

枯水期


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四、面對二十一世紀水資源管理的挑戰


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  • 生命與公衛

  • 生產與開發

  • 生活與品質

  • 生物多樣性與氣候變遷


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五、結語與再思


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5-1. 由水資源管理看地球生態能夠永續經營嗎?


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5-2.由水資源管理看人類可以達到真正的幸福嗎?


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5-3. 私人的生產單位如何結合政府的公共工程,提供全民的福祉?

  • 企業認養河段養護

  • 水資源信託基金—購買敏感棲地

  • 對水資源限制開發區,提供社會、醫療與教育資源

  • 水資源種子教育班

  • 建築物內水資源再利用系統

  • 對政府的建議與督導


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敬請指教


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