2017-10-01

文／黃兆仁博士（商業發展研究院商業發展與策略所所長）

近年全球氣候異常，導致人類必須面臨氣候變遷所帶來的威脅。我們看到今年9月，美國艾瑪颶風登陸佛州、哈維颶風重創德州，造成嚴重的停電及淹水等災害。颶風接二連三襲擊美國，讓川普總統也嚇一大跳，見識到氣候變遷造成的大自然反撲威力，這或許是讓川普重新考慮留在《巴黎協定》的原因之一。

然而對台灣而言，「水」是上天賜給我們的寶貴禮物，卻也是給我們的功課，包括如何克服淹水、缺水、蓄水、留水與用水等問題。

據此，台灣也發展出自有的水利產業，範圍則有水調查研究、技術顧問、工程建設、營運管理、產品製造、資訊系統等。但如今進入互聯網應用時代，台灣的水利產業應趁勢結合本土資通訊硬體的優勢，應用大數據、物聯網等前瞻技術，建構台灣智慧水資源管理系統，以提升水資源管理及應用效率。

今天，我們看到政府部門將投注資源，推動前瞻基礎建設計畫，其中在「水環境建設」部分，將建構出智慧防汛網、區域動態地下水智慧營運與管理監測網、自來水智慧型水網、智慧河川管理系統、多目標水庫智慧營運與管理及精進灌溉節水管理等智慧水環境感測系統，及建構智慧水資源管理系統，可說是多管齊下，期使國內水資源管理及防洪減災更具效率。檢視上述計畫內容與方向，我國公私部門仍有幾項重要議題，需要思考與納入全面性發展的考量。

首先是如何導入並建立商業模式，整合互聯網智慧應用與硬體裝置，落實場域管理營運並累積數據，進行國際輸出，促使台灣成為亞洲水利產業的領先者。

另外，如何結合台灣既有資通訊基礎，建構出水利產業生態系，並提高技術能力與產業動能的具體作法；操作上則可從整體系統與細部規劃提出「概念驗證」（proof of concept, POC）內容，試以將產品與服務找出來，再導入進行場域「商業驗證」（proof of business, POB），提出水利產業鏈相關生態系成員組成與專業分工，然後整合提出全系統專案的「服務驗證」（proof of service, POS）。

所以，概念驗證、商業驗證、服務驗證是政府必須加速建構的水利生產事業發展步驟。我國前瞻基礎建設計畫中的「水環境建設」，應肩負起台灣水利產業的轉型與智慧創用，以解決台灣水環境的困境，進而達到系統與服務輸出，拓展產業商機與服務國際化的目標。

韓國：發展智慧水網格　有效管理水資源

國際案例上，我們也看到各國在發展水利產業不遺餘力，像韓國的水資源產業化是以K-water（Korea Water Resources Corporation）為主力，他們用水資源結合ICT科技，以建構智慧水網格（The Smart Water Grid）為發展目標，範疇主要有4項：1.加強運用各項水資源，包含雨水、地表水、海水等；2.有效率地管理、運送、分配水資源，以減緩水資源分布不平衡的情形；3.透過先進探測（針）網絡，即時監控水資源系統；4.進行乾淨水源分配、輸送進入供水系統。

整體系統上，智慧水網格（The Smart Water Grid）可透過即時監測，視當時水資源的使用情形，調整供水，緩和水資源分配不均的狀況，可有效管理及開發水資源應用技術與設備。水利產業發展上，則需扶植韓國本土相關資通訊技術，包含自我監測系統、觀測與控制技術、程式研發與操控技術、安全與溝通技術等；結合公共建設技術與能量，發展出具水利產業前瞻技術規劃、設計、架設，及連結供水網絡，才能有效地以「低耗能、高效率」作技術整合，並管理水資源系統。

韓國在整體水資源智慧管理系統的實務操作上，則是已提出自上游水源地的水閘門、水庫，到下游用戶端的水資源處理設備，及貯水設施等，皆布設有監測系統，以即時追蹤水量及水質變化，並回傳至管理中心，做最有效的管理與營運。

在家戶用水監控上，K-water利用資通訊技術建立營運系統，掌握遠端管理水資源輸送至家戶的過程，收集資訊並加以分析，即時排解用戶端發生阻塞、漏水等問題。

在產業用水方面，K-water則透過設備的管理、最適當的水處理方式，確保穩定、高效率地供水，以協助K-water減少水資源浪費，完善的供應系統也協助企業增加競爭力。

另外在海水淡化及汙水處理等技術方面，也有相關監測系統，確保其運作效能。

韓國水資源產業化以K-water 建構智慧水網格，即時監控水資源使用情形。圖為韓國K-water 水處理廠。（圖片來源：K-water Academy 臉書）

英國：發展智慧水資源管理　解決用水壓力

英國因供水管線設備多數超過百年歷史，隨時會發生破損及漏水風險，英國政府為使水資源應用更具效率，倫敦帝國學院（Imperial College London）與日本NEC合作，進行相關智慧化管理應用研究，期能透過智慧水資源管理的方式，整備供水系統。

其智慧水資源管理，則是希望透過監測，取得水質、水壓等地方資料大數據，並將資料儲存於雲端，然後將收集到的大數據資料加以處理，作為後續預測、監控的基礎，轉化為即時管理資訊，據以及早發現水管老化、破損的潛在位置。

在空間及系統運用上，英國的智慧水資源管理，主要是透過供水網絡分區、智慧水表及智慧水閥等方式辦理。在空間上，首先運用可重組計算的拓樸學，將供水地區分為適當的水資源分布網路分區，於離峰時段（凌晨2時至4時）分區關閉部分供水，透過智慧水表收集的數據，以檢測該區是否有漏水等異常情形，確認水管狀態，整合各區供水狀況。

管線上則布有偵測系統，偵測水管輸水情形，若偵測到水管有不正常的振動，則透過智慧水閥緊急改變供水路線，以修復異常管線，減少管線破裂漏水的情形。

英國降雨雖多，但仍面臨用水壓力。為解決用水短缺的情形，英國泰晤士水務公司（Thames Water）計畫在15年內，置換安裝300萬個智慧水表，協助用戶控制用水量。而泰晤士水務公司所採用的智慧水表，是以無線電作為數據採集、數據管理和轉移的系統。

智慧水表可精確記錄用水資訊，其好處在於水費可精準地收取，並記錄用戶用水歷程，協助用戶了解自身用水情形，再輔以節水獎勵等方式，協助用戶調整用水習慣，推動節水。智慧水表亦可隨時監測水量，有效地確認漏水位置，以更快的速度修復，減少漏水情形，使供水更有效率。