第1章　世界水資源、河川狀況與跨區域衝突

1.1　世界水資源概述

人類生活在一顆行星上—地球，地球表面大部分被水覆蓋，其中含鹽海水佔97%，而將近2%的水長存在雪和冰之中，僅有不到1%的水供應予農業灌溉、工業發展以及人類基本生活所需。

水文循環（Hydrologic Cycle）中水從海水、湖泊和水庫等蒸發，再以雨水或雪中的淡水重降地面。現在地球正經歷“全球暖化”，但暖化緣起仍有爭議—它是自然的過程，還是基於人為干擾（例如汽車排放的二氧化碳）？我對全球暖化沒有研究，但是多數科學家堅信“暖化”源於人類的活動。無論如何，全球暖化已改變了雨水和雪的空間以及時間分佈，也同樣影響各地水資源的供應。毫無疑問，各地的冰河在過去十多年幾乎都顯著萎縮。

以下的水資源和河川資料取自下列四個來源。大部分水資源數據是由不同模組估計所得，因此不能視為精確的數值。河川資料則應比較可靠，因為大多根據實際測量而得出。

• 參考文獻1：Peter H. Gleick et al.，The World’s Water，Volume 7，The Island Press，2012.
• 參考文獻2：Wikipedia，The free encyclopedia，online，2012.
• 參考文獻3：Maggie Black and Janet King, The Atlas of Water：Mapping the World’s Most Critical Resources，2nd edition，Los Angeles：University of California Press，2009.
• 參考文獻4：“Water our Thirsty World”，a special issue, National Geographic Magazine, April，2010.

1.2　各國的總用水量

以下將列出某些國家總用水量的統計資料，這些數據有助勾畫各國的水資源議題。但要採用這些數據來比較各國內的小型地區中水的有效供應量與總用水量，並確認該小型地區是否出現水源短缺是不太可能的。

在開展每一項工程前，我們都必須先確定某一特定小型地區的水需求量和有效供應量。由於人類傾向遷移到有水資源的地方，因此即使在天然水資源豐沛的地區，在大量人口遷移至此後，水源短缺亦可能發生。相反，一個水資源匱乏的半乾旱地區，若能找到可靠的水源供應，便可持續發展，例如胡佛大壩（Hoover Dam）便維繫着拉斯維加斯的繁榮。

文獻1列出300多個國家的數據，但這裏僅選列20個國家的數據，如表1.2所示（頁5）。所有單位皆為每年每人多少立方米的用水，人口單位數為百萬（2010年人口）。產業淡水使用量通常指從水源處抽出的量，而非指“消耗”的用水量。民生的部分通常包括家庭、都市、商業和政府用水；工業的部分包括電廠冷卻和工業生產用水；農業的部分包括灌溉和飼養牲畜。要注意降雨量不列於其中。這些數據來自各種參考資料，蒐集的渠道十分廣泛，時間為2000年左右。再次重申，只有其中一部分數據是實際調查所得，餘下部分是經由各種不同的假設和模組所估計出來，因此數據只能勾畫大概的趨勢。這些資料雖然是人們最需要的，但最不可靠，不過卻是目前所能獲取的唯一數據。

• （1）大多數亞洲國家主要發展農業，因此農業用水佔了總用水量的大部分。只有新加坡例外，因為新加坡的可耕土地非常有限；
• （2）歐洲的工業用水多於農業用水；
• （3）美國的農業與工業用水相當，美國的農業出口量也十分可觀；
• （4）澳洲的用水量特別高，原因可能是降雨較少，不能只靠雨水灌溉（表1.2並未把天然降雨計算在內）；
• （5）從第四欄的民生用水可見，撇除澳洲，美國的民生用水量最高，其次是日本、韓國、歐洲國家和巴西；
• （6）民生用水量最少的是中國和一些亞洲國家，但這些發展中國家可能會隨着國家建設而增加民生用水量。

從表1.2可見，世界許多地方將面臨嚴重缺水的問題。

1.3　海水淡化

隨着人口迅速增加，以及人均需求量大幅增長，水資源短缺將成為嚴峻的環球議題，除非海水淡化的成本得以大降，否則供水總量根本不能增加。海水淡化在世界各地都有案例，包括香港和中國，水價申報價格為每100加侖（1加侖約3.79公升）0.5美元至1美元，但當中隱含不少政府資助。

海水淡化需要大量能源，因此實際上只有沙地阿拉伯和以色列兩地有條件大規模進行海水淡化以解決水源短缺。隨着新興國家開發新工業，對水質可能造成更大程度的污染，令可用的淡水減少，故各國仍需嘗試開拓更多水源。

1.4　香港的水資源概述

香港的水供應主要有三種來源：（1）廣東省東江；（2）香港本地淡水水庫；（3）沖廁用的鹹水。用量每年均有波動，根據香港政府2012／2013年的總耗水量報告，香港共使用9.33億立方米淡水，以及2.74億立方米沖廁鹹水。

其他數據如下：

• A）中國廣東省東江輸入大量的水，共計7.15億立方米。
• B）香港本地近20座淡水水庫的總供應量，約為2.18億立方米。
• C）1999年，超過八成香港市民利用海鹹水沖廁。
• D）1975年曾開設海水淡化廠，但由於從東江取水更為便宜，因此該廠已停用。2011年再次規劃建造海水淡化廠。

香港目前的年用水量稍為超過十億立方米，水源供應穩定，其中約有70%來自廣東省東江。

1.5　世界大型河川的狀況

許多國家都和鄰國共用一條河川。由於水源供應對經濟發展相當重要，水資源的調度會損害鄰國利益，所以兩個毗鄰的國家有可能因為水資源或河川建設引發劇烈衝突。水資源衝突包括領土爭議、漁業及生態的利益關係、水源供給分配和水質爭議等。像水壩這種儲水設施，會影響到下游國家的水資源供應，進而影響社會的經濟發展及穩定性，所以任何一個國家也不能忍受上游國家關閉閘門，造成供水不足。

歷史裏的水資源衝突層出不窮，雖然傳統戰爭很少單純源於水資源爭議，但水資源衝突常會引發國際局勢緊張，真正的戰爭導火線則由其他因素引發。表1.3列舉許多流經不同國家的大型河川（長江與黃河除外）。

1.6　水資源發展與河流衝突

以下是三個有關河流水資源衝突的實例，我曾以不同的角度和身份參與其中。第一個例子主要講述印度與巴基斯坦的灌溉用水爭議；第二個例子是亞洲國家的水力發電和社會經濟發展，與漁業、生態系統及居民傳統生活形態所引發的衝突；最後一個例子是美國西部各州對水源供應的爭議。

先說第一例，受爭議的是印度河流域的上游水源，它差點引發戰爭。這些水的主要用途為農業灌溉，當我在1961~1964年任職芝加哥的哈察顧問工程公司（Harza Engineering Company）時，為了改善巴基斯坦的水源供應，我對曼格拉壩（Mangla Dam）、塔貝拉壩（Tarbela Dam）及印度河流域的一些供水渠道進行輸砂及河川行為分析。曼格拉壩的規模目前排名全球第16，而塔貝拉壩則是現今世界上最大的土石壩。

第二個例子關乎亞洲多國於湄公河上建立水力發電廠的計劃。目前湄公河流域已興建了十道大壩，還有其他大壩正在建造或規劃中。這些大壩能進行水力發電，對經濟發展很有幫助，還能滿足某些國家的供水及航運需求，但這些大壩對環境、當地下游國家的漁業，及數百萬人口的傳統生活形態卻是一場災難。世界水壩委員會針對這個案例，整合了各個國家的需求，歸納了這些國家的成功與失敗之處。當時，我在科羅拉多州立大學（Colorado State University）擔任教授，幾十年前也曾參與寮國一道大壩的環境影響評估。

第三個例子是美國重要的水資源契約。我討論的不只是科羅拉多河（Colorado River）上下游州份之間的衝突，也討論下游河岸各州之間的衝突。在這個案例中，河岸各州的用水抗爭還訴諸了法律程序。

1960年後期，我還在科羅拉多州立大學任教時，曾對科羅拉多州州長提交一份建議書，內容是依據第一代《科羅拉多河合約》撰寫，目的是增進科羅拉多河上游各州的利益。《科羅拉多河合約》後來也針對各種不同的缺失進行修改。

（1）印度與巴基斯坦的水資源衝突

英國於1947年撤出印度後，印度被分割為兩個國家：印度和巴基斯坦。除了喀什米爾爭端外，印度河水源分配亦引發了印度和巴基斯坦之間的衝突。印度河起源於西藏、中國大陸、喜馬拉雅山與查謨—喀什米爾邦，也是巴基斯坦唯一一條大型河川，如圖1.1所示。

印度河有74%屬於巴基斯坦，曾幾何時，印度河流域只有狹長的兩岸屬灌溉土地，經過近幾世紀的發展，現在印度河流域建構了廣大的渠道網絡及儲水設施，為超過11萬平方米之農業用地供應灌溉用水，這也是目前世界上最大的灌溉面積。於喀什米爾，印度在印度河流域的幾個主要支流上興建了水壩。

在印度和巴基斯坦分家的第一年，國際領土協議在1948年5月劃分印度河。該協議要求印度為巴基斯坦提供足夠的流域，且直到缺水問題有辦法解決前，巴基斯坦政府每年將向印度支付一筆為數不少的金額。不過在1951年前，雙方不再召開會議，而情況似乎爭持不下。巴基斯坦媒體要求更進取的議案，然而印度卻不為所動。後來，巴基斯坦想將議題呈上國際法庭，但遭印度拒絕，並辯稱這項衝突只需雙方決議。

在許多西方國家的支持下，巴基斯坦政府獲得一筆資金，以建造水壩來發展水資源，並修建大量灌溉渠道，供應當地的農業用水。

1961年我於加州大學柏克萊分校（University of California, Berkeley）畢業後，便到芝加哥的哈察顧問工程公司工作，主要負責巴基斯坦在印度河流域的一些供水發展項目。我與許多同事共同設計並檢視當地的曼格拉壩、塔貝拉壩和許多灌溉渠道。

2011年，美國參議院外交關係委員會發表了一份報告，指出印度於不同階段建造了33座大壩。一連串的儲水累積效應可能嚴重限制巴基斯坦的供水，在農耕季節尤其關鍵。其中最具爭議的是印度河主要支流吉申根加河（Kishanganga River）上興建的33萬千瓦特水力發電廠。

印度和巴基斯坦長期衝突，以核威脅互相牽制，喀什米爾仍處於戰爭邊緣，問題至今仍未能解決。

（2）湄公河流域的供水、漁業和生態問題

湄公河是亞洲南部極其重要的河川，它起源於中國，流經緬甸、寮國、泰國、柬埔寨，並由越南流入中國南海，如圖1.2所示。

湄公河被分為兩個部分。上湄公河位於中國雲南省，佔湄公河總面積的24%，並分流出20%的流量。這個地區的河川流域狹長而且陡峭，沖蝕現象劇烈，有強大的水力發電潛能，因此中國在上湄公河大規模發展水力發電及供水設施，佔地超過1，000平方公里。下湄公河從中國雲南省流到中國南海，沿途經過緬甸、寮國、泰國、柬埔寨及越南。1995年，除了緬甸之外的其他四個國家設立了湄公河委員會（Mekong River Commission），以管理及協調湄公河的水資源運用。到1996年，中國和緬甸成為湄公河委員會的“對話夥伴”，所以目前六國都有為這個合作組織出力。

湄公河的旱季和雨季流量差別很大。激流和瀑布在湄公河下游干擾船隻通航，不過湄公河仍是中國雲南出海的主要水路，壩體更對航行有幫助。然而它們對漁業及環境卻帶來了負面影響。

湄公河有超過1，000種魚類，八成柬埔寨人口以捕撈和加工魚類產品維生。在湄公河下游流域的寮國、越南、柬埔寨，近6，000萬人於湄公河和沼澤獲取魚類資源，魚類年捕獲量約為200萬噸。

1970年前，科羅拉多州立大學工學院副院長賽門斯博士（D. B. Simons）給我的第一份有關跨國河川的顧問工作，便是為寮國湄公河主流段的大壩進行環境影響評估。而40多年後，《紐約時報》（New York Times）於2012年11月7日仍在討論寮國湄公河上的大壩建設對環境帶來的負面影響。一如《紐約時報》所言，雖然壩體位於寮國境內，但湄公河在注入中國南海前流經許多其他國家，湄公河的下游國家亦曾於1995年簽署一份協議，聲明在河上興建大型水工結構物前，須諮詢其他國家。

環保人士也提出一個慘痛的先例：泰國東北部的城門河在約20年前興建了一座大壩，導致河裏265種生物中多達三分之二滅絕。上文介紹由四國組成的湄公河委員會，其首席執行官漢斯·古特曼（Hans Guttman）指出，寮國應提出幾項壩體改善建議來平息爭論，包括將沉澱雜質沖刷至下游的系統，以及建立一個有助魚羣穿越壩體到達產卵處的改良式“魚梯”，但寮國政府仍未針對壩體提出改善藍圖。古特曼更說：“在我們尚未注意到這個問題時，很多工程就已經啟動了。”執行這項建設計劃的泰國公司C. H. Karnchang，過去在這個偏遠的區域建造了聯外道路，運送工程所需的設備。這是一個正在當下發生的典型案例。與此同時，中國政府也藉着在湄公河上游興建大壩，來開發中國西南方的水資源與電力。如何確保這些即將建成的大壩能使河流情況穩定而又不損害漁業，將是湄公河下游甚具挑戰的任務。

希望這個地區和平長存。各國或許可以尋求一套適當方案運作這些上游的大壩，以確保下游居民獲得水資源，河水至少能維持在自然狀況下的流量，對於魚類跨越壩體的洄游（Migration）也要有因應對策。2013年1月2日《紐約時報》亦有另文討論湄公河上的大壩建設。

（3）美國西部的科羅拉多河流域

科羅拉多河是美國西部的主要河川，也是我所見識過最壯麗的河川。亞利桑那州的灌溉活動及加州人口高速增長，導致科羅拉多河下游的用水量大增。科羅拉多河起源於中部的洛磯山脈，沿途經過猶他州的拱門國家公園（Arches National Park）、峽谷地國家公園（Canyon National Park）及亞利桑那州的大峽谷國家公園（Grand Canyon National Park），最終流經加州後，注入加利福尼亞灣再流入墨西哥。美國原住民至少在8，000年前已開始在這個流域居住。歐洲人第一次到來是1500年，但這個流域一直到1869年美國地理學家約翰·威斯利·鮑威爾（John Wesley Powell）乘船穿越形形色色的急流後，才為大眾所認識。這個流域大部分的工程都是從20世紀開始建造。

以下談談科羅拉多河面對的一些複雜水資源衝突。

由於科羅拉多河下游一直有洪水威脅的隱憂，永久治洪計劃如蓄水水庫或壩體的需求因而日益增加，而且建壩也可以確保加州因皮里爾谷（Imperial Valley）的農業用水由美國境內的運河全權供應，不用受制於墨西哥。在1919年前，因皮里爾灌溉區得到美國墾務局（Bureau of Reclamation）支持，於科羅拉多河流域着手興建早期的蓄水水庫。

儘管這個消息受到科羅拉多河下游羣眾的熱烈響應，但上游地區的居民卻視它為隱憂，因為美國西部大多數州郡的水權是依據一項簡單的法則決定，就是誰能先用到水，誰就可以擁有那些水的水權。在1921年，美國最高法院決議這種所謂“先搶先贏”的法則可引伸至跨區域執行。於是，科羅拉多州、猶他州、新墨西哥州和懷俄明州都擔心加州、亞利桑那州甚至內華達州會因迅速建設水庫而獲得河川水的優先使用權。這個衝突在胡佛水壩建造時最為激烈。此建築物預計設於科羅拉多州，用以控制洪水，並形成一個數百公尺深、數百公里長的湖泊。加州提出強烈訴求，指這道壩與下游約200公里處的帕克水庫（Parker Dam）能儲水並送往南方，為加州的重要區域供水。胡佛水壩形成的湖泊將會產生電力，可讓水資源穿越山脈，同時為較遙遠的城市提供電力。除此之外，這個提案也指出，在科羅拉多河進入墨西哥前，水會改道進入一條全新的“美國境內”運河，供因皮里爾地區灌溉之用。這些內容一併匯編進胡佛水壩計劃法案，於1922年送交美國國會審理，但這項法案直到將近七年後才獲通過。

從1918年到1921年間，科羅拉多河上游及下游各州一直無法弭平歧見，各州都企圖就科羅拉多河的用水建立自己的規範標準。與此同時，加州要求興建大壩，但上游州份鄭重宣告會在美國國會阻撓這項法案，直到各州確立其河川用水量。

為了化解各州的疑慮，西南方聯盟（The League of the Southwest）於1919年設立，促使科羅拉多河能有條理地發展並公平分配水資源。

經過多次的會議與協商，最終的協定契約《科羅拉多河公約》（Colorado River Compact）於1922年11月24日在新墨西哥州的聖大非（Santa Fe）簽訂。

這道公約將流域分成兩個部分：上游區（包括科羅拉多州、新墨西哥州、猶他州和懷俄明州）及下游區（包括內華達州、亞利桑那州和加州）。這道公約要求在任何連續的十年內，上游區和下游區平均每年各獲分配7，500萬英畝—呎（每年30，000平方公里—呎，相當於每秒289立方米）的水量。那是粗略分析過去的降雨形態後，估計兩區所能分配的水量。

此公約讓美國墾務局在西南方的廣大灌溉區，和聯邦政府隨後的水資源發展計劃得以施工，當中包括胡佛水壩及鮑威爾湖（Lake Powell）。此公約還有一項重要條款，就是在1923年前要獲流域內七個州的州議會認可，但亞利桑那州拒絕遵守這個協議，公約因此宣告無效。

經過各州的進一步協商，更改水資源分配後，美國參議院終於在1928年12月14日通過美國墾務局的胡佛水壩與鮑威爾湖提案，白宮也迅速配合，於12月21日由柯立芝總統（President Calvin Coolidge）宣讀通過。

高221.4米的混凝土拱壩—胡佛水壩於1935年在內華達州博爾德城（Boulder City）竣工。胡佛水壩的水庫—米德湖（Lake Mead）所提供的水資源及水力發電，讓拉斯維加斯賭城逐漸發展起來。米德湖位於大峽谷國家公園的下游端。1966年，另一座高220米的混凝土拱壩—格倫峽谷大壩（Glen Canyon Dam）於大峽谷國家公園上游約130公里處建成，鮑威爾湖則是格倫峽谷大壩的水庫。

科羅拉多河流經八個州份，這些州份皆需河水來滿足農業、民生和其他需要。在1956年的部分決議內容及隨後的幾次會議，國會批准建造各種輸水設施，以滿足城市、工業及農業用水需求。這些主要水壩皆提供水力發電，是項供水與供電合一的計劃，為西部各州的居民帶來莫大益處。而1956年的決議也批准建造科羅拉多河上游及其支流的四個主要蓄水水壩，包括位於亞利桑那州及猶他州邊界之科羅拉多河主流的格倫峽谷大壩、位於新墨西哥聖胡安河（San Juan River）的納瓦霍水壩（Navajo Dam）、位於猶他州及懷俄明州邊界之格林河（Green River）的火焰峽谷水壩（Flaming Gorge Dam），以及由科羅拉多甘尼森河（Gunnison River）的布魯梅薩壩（Blue Mesa Dam）、莫羅波因特壩（MorrowPoint Dam）及克里斯特壩（Crystal Dam）三座水壩及水庫所組成的Wayne N. Aspinall Storage Unit。

這些水壩和其他被審定為能於冬季蓄水的水壩，在旱季時可作為缺水地區的水源，如此也能確保上游在流域開發並使用河水時，下游仍有充足的水資源可以應用。

1961年，亞利桑那州完成一條渠道，從韋爾頓莫霍克谷（Wellton—Mohawk Valley）排出日益增加的鹽水。但此渠道將水傾倒於科羅拉多河下游，及美國河水流域下游端和墨西哥流域上游處。河川的鹽度因而急遽增加，導致墨西哥痛失幾千畝農作物。雖然美國指出兩國簽訂的條約並未對水質有所規範，但兩國仍開始協商。1965年，美國同意建造一條新的排水渠道，可將韋爾頓莫霍克的水帶到國界。在國界，墨西哥可將鹽度較高的水釋放到加利福尼亞灣，而鹽度較低的水則讓其流入河流。然而，此解決方法被證實並不適當。八年後，美國尼克遜總統（President Richard Nixon）才向墨西哥承諾運送水質達標的水供其使用。

1960年代後期為符合水質要求，我在華盛頓接到美國內政部一項探討科羅拉多河上游及下游流域鹽度分佈的研究計劃。幾位科羅拉多州立大學地質系及土木系畢業的學生和我組成研究團隊，透過飛機航行，研究並蒐集科羅多拉河上游及下游水流與鹽度資料。大峽谷那一段是一趟令人興奮且景色壯觀的飛行旅程。土木系學生通常較喜歡待在辦公室使用電腦，而地質系學生則喜歡到野地去蒐集數據。最終，我有幸找到從地質系畢業的夫婦助我蒐集野地資料。

水資源衝突並不限於在科羅拉多河上游及下游州份發生，1963年6月3日也於科羅拉多州下方的亞利桑那州及加州發生。美國最高法院以5比3的比數，在吉拉水資源方面支持亞利桑那州的立場，並限制加州一年用水量不得超過440萬英畝—呎，裁決對亞利桑那州有利。然而，法院同意加州對“尚未利用的水權”的闡述，確保其仍可使用50%的水量。

接下來的幾年，還有一連串行動：（1）1970年科羅拉多儲水計劃（Colorado River Storage Project，CRSP）容許水庫蓄存水，並賦予鮑威爾湖放水優先權；（2）在1972年授權美國環境保護局（U.S. Environmental Protection Agency）控管水源。

1980年前，我還在科羅拉多州立大學任教時，得到科羅拉多州州長授權，邀請我調查十年間科羅拉多河上游流域給下游流域提供每年9.3立方公里的水，究竟有多大的彈性空間。這是1922年《科羅拉多河公約》指定科羅拉多河上游流域必須提供給下游流域的流量。

首先，我用“樹木年輪分析”擴大科羅拉多河及格林河的流量數據至超過1，000年。樹木年輪分析的基本假設，為一棵老樹的年輪生長與該年的濕度增長成比例。憑這1，000多年的數據，我推算出科羅拉多河上游流域至下游流域的流量。

我之後用風險分析來擬定我的計劃：（1）在高流量年，多輸水到下游；（2）在低流量年，則多於上游儲水，藉此滿足《科羅拉多河公約》在1922年指定的任何連續的十年內，科羅拉多河及格林河提供給科羅拉多河上游流域和下游流域的流量，即十年總共93立方公里的水量。科羅拉多州州長得到這項資訊後非常高興，因為他可以用這項計劃為基礎，跟科羅拉多河下游州份進行談判。

幾個月後，我接到洛杉磯加州大學（University of California, Los Angeles）一位教授的電話，他問我如何僅用2萬美元的補助金完成這樣複雜的分析。我回答說：這2萬元全數歸予研究生，我指導此項研究分毫不取。

科羅拉多河的現行法規，並沒有科羅拉多河及格林河這兩條河川流往科羅拉多河上游流域和下游流域的十年流量數據。但因近期水文資料指出，科羅拉多河上游流域至下游流域的流量，比1922年之前要少得多，所以接下來的水資源分配會按以下規則作出修改：

• A）水源輕度短缺時，當湖的平均水位在320米至328米之間，每年將會有約8.8立方公里的水輸至下游流域的州份。當中5.4立方公里輸送至加州，3.06立方公里輸送至亞利桑那州，0.354立方公里輸送至內華達州。
• B）水源重度短缺時，當湖的平均水位在312米至320米之間，每年將會有約8.7立方公里的水輸至下游流域的州份，當中5.4立方公里輸送至加州，3立方公里輸送至亞利桑那州，0.349立方公里輸送至內華達州。
• C）水源極度短缺時，在現行法規所列的最嚴重狀況，當湖的平均水位低於312米時，每年將會有約8.1立方公里的水輸至下游流域的州份，當中4.9立方公里輸送至加州，2.86立方公里輸送至亞利桑那州，0.35立方公里輸送至內華達州。

在任何時候，我們必須根據美國墨西哥條約提供良好用水到墨西哥。

在21世紀，科羅拉多河水的用戶將面對各式各樣的挑戰，由於西部各州的水需求量增長驚人，各州將仍需為水質及水量政策繼續努力。