藏水於農 水利專家甘俊二教授談用水（1）截取一成伏流水，就可避免停灌命運
林慧貞 — 2015年01月21日台灣因地形陡峭，年降雨量雖是全球平均值的2.5倍，但有近8成直接流入海底，名列全球第18大缺水國，平均每人分到的水只有世界平均值七分之一，今年遭逢十年大旱，佔了全台水量7成的農業用水再度被檢討，明天立法院將要求經濟部、農委會、科技部，報告水資源調配機制及休耕補償政策，工農搶水問題勢必再度成為焦點。
不過台灣水利界第一把交椅、台大生物環境系統工程系名譽教授甘俊二研究，農用水大約6成4可迴歸利用，除了直接補注地下水，另有40億噸橫的伏流水可供利用，可裝滿全台水庫兩次，這次停灌省下來的水約4億9百萬噸，換句話說，只要截取一成伏流水，就能度過乾旱危機。「如果能好好利用伏流水，工業、農業何必去爭現有那2成的水呢？」
上下游專訪台灣水利界大師甘俊二，提出藏水於農的概念，本文為系列一（閱讀系列二請點選這裡）
灌溉水橫向滲漏，地下水庫潛力大」
甘俊二引用2010年的水利署資料，台灣一年降下的水，有78%直接流入海底，只有22%可以使用，其中農業用了75%、民生16%，工業用了9%，但如果直接指控農業是浪費水的元兇，就忽略土壤儲水的能力，也就是「地下水庫」的重要性。
地下水顧名思義為「地底下的水」，但其中還可再細分為，留在較上端的伏流水，以及下端的地下水。地質就像一塊分層的蛋糕，上方有地表水流動，地表水滲入土壤後，會先遇到不透水的「牛踏層」，大部份的水都被困在牛踏層和地表中間，形成橫向移動的伏流水，少數繼續垂直下滲，儲存在土壤，變成現今工、農業最愛用的地下水。
地下水的開發不用多講，全世界早已到了爐火純青的地步，伏流水卻是到了近半世紀才漸漸獲得重視。甘俊二解釋，1960年代，全世界只有「垂直滲漏」的觀念，以為只要下滲到地底，全都補注到地下水，後來印度發現，補注的水明明多於地下水抽取量，卻還是地層下陷，直到70年代，水利學者才正式確立，地表水不只「垂直滲漏」，還會因地質關係「橫向滲漏」，成為伏流水，且數量遠超過地下水。
高屏溪伏流水3D模型說明（2分鐘處有解釋伏流水原理和地質剖面）
水田滲漏伏流水，可填滿全台水庫兩次
但是到底伏流水量有多少？往哪裡流？如何利用？
根據經濟部水利署解釋，伏流水層所在的區域可稱為自由含水層，因地質不同厚度有所差異，聯合國曾在印度監測，橫向滲漏和垂直滲漏的比例，約為3:1，日本為4.8：1，甘俊二在台灣崎頂，測得的比例為4：1，台中大肚則是2.8：1。
那麼，台灣一年有多少水入滲呢？
淡江大學研究團隊曾指出報告《彰雲地區農業水資源利用之現況與建議》，農用水一年入滲量約有4成，甘俊二的研究也相去不遠。他指出，作物生長、蒸散用掉的水量，大約只佔農用水36%，另有22％繼續在地表逕流，下滲土壤的量高達42%。
以2012年資料計算，該年一共用掉大約125億噸農用水，其中52.6億噸入滲到土壤，若以聯合國3：1計算橫向和垂直入滲量，台灣農水有近40億噸是伏流水。
40億是什麼概念？全台上百個水庫（含攔河堰），總容量也不過20億噸，這次停灌4.1萬公頃農地，節省約4億9百萬噸水，換句話說，只要截取十分之一伏流水，就能度過這次缺水危機。「可惜這些伏流水大部份都流進海裡了，」甘俊二說，水都會往低處流，台灣若不懂得善加利用，只能眼睜睜看著珍貴的水資源流失。
老祖宗智慧，桃園埤塘、高屏二峰圳灌溉上百年
下一個問題是，伏流水該怎麼截取？不必想得太複雜，老祖宗早就已經辦到了，被譽為千埤之鄉的桃園，150年前就運用了伏流水的原理。
桃園有良好的坡地地形，平均坡度從1/40，緩降至1/120，有足夠的高低差，埤塘可直接運用「上流下接」的方式，儲蓄地表逕流水，又因為桃園台地土壤屬於紅土、黃土等透水性差的粘土類，地表水不容易垂直滲透，大部分停留在牛踏層上側，以橫向滲漏方式漸漸往下流，可以補充進埤塘。
屏東的二峰圳也是另一個善用伏流水的好例子。為了種植蔗糖和稻米，90年前，日本水利技師鳥居信平在林邊溪上游的河床斷面，底下約2.7～9.1公尺處，興建梯形的地下堰堤，和伏流水流向垂直；堰堤梯形左方是一片實心的混凝土牆，右邊則是混凝土柱，若伏流水由右至左流過來，可以穿過右側的混凝土柱後，卻會被左邊的實心牆擋住去路，水停留在中間，導引入3436公尺長的灌溉渠道，便成為我們可以利用的水。
不論豐水期或枯水期，二峰圳的水從不間斷，每天可提供下游8.2萬噸灌溉水，比台南白河水庫還要多，讓林邊溪下游灌區免於停灌命運，2008年被文化部登錄為文化景觀資產。
桃園埤塘全盛時期有上萬口，但隨著都市擴張，許多埤塘被填平蓋房子，蓄水量大減，且1964年興建石門水庫，加上許多引水圳路被填平，埤塘主要水源變成水庫。甘俊二說，目前桃園可以運作的埤塘只剩800座，「再這樣發展，埤塘水源未來只能依賴水庫和雨水。」
截取伏流水，荒地種出防風林
圖表提供/甘俊二
除了用來灌溉，伏流水還有許多意想不到的妙用。2010年，甘俊二在竹南岐頂臨海砂地，埋進擋水牆，擋下伏流水，供應作物根系水分，成功在荒地種出木麻黃等防風林，成為第五屆世界水論壇的焦點，躍上日本報紙版面。
甘俊二說，以往臨海砂地受到地下鹽水層的影響，作物不容易生長，但只要用一公尺深的擋水墻，攔截即將入海的地下伏流水，供應初期生長所需水分，穩定成長後，樹木根系就能自己擴散找到水源；擋水牆材質可用水庫淤泥，或用特殊的塑膠設計，成本不到200元，又能同時為廢棄物找到好去處。
至於取用地下伏流水是否也會造成地層下陷，甘俊二認為，伏流水的潛力無窮，只要截取一些就夠台灣用了，如同海邊造林，截一公尺深植物就可存活，不致造成地層下陷。
換言之，相較於水庫「通吃」的概念，伏流水的開發思維是「夠用就好」，鳥居信平建造二峰圳時，也特別在建材頂端鑿圓孔，讓多餘的水可以回流到林邊溪。
事實上，日本早已知道伏流水的好處，佐賀300年前就把伏流水引入農田，日本八郎潟也用伏流水，灌溉了1.7萬公頃農田，「伏流水的量比河川還要多，」甘俊二指著富士山周遭伏流水地圖，密密麻麻的線條，比地面上的水系圖還要複雜，他說，日本早已發展出伏流水追蹤技術，不僅可監測大範圍的流向，還能判斷環境中建物和伏流水的關係，全球氣候變遷越趨激烈，台灣也應跟上腳步，正視地下水庫。
