[國際]2016夏季日本關東乾旱

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[國際]2016夏季日本關東乾旱

基本資訊

發生時間:2016年夏季6-8月

影響區域:西日本受梅雨鋒面影響降下大雨,尤其以九州地區最為劇烈。

一、事件描述

2015年,日本利根川水系上游降雪較過去減少,且受暖冬影響,融雪時間較以往早了一個月,而自2016年2月開始,降雨亦明顯較過去減少,導致2016年夏季,日本關東地區利根川水系流域8座水壩蓄水率與過去平均值相比大幅減少,2016年7月下旬,8座水壩之總蓄水率約55%,僅為過去平均之62%左右。受水壩蓄水率下降之影響,關東地方整備局於6月14日成立「乾旱對策本部」,並自6月16日起限制由利根川取水之取水量(利根川支流之渡良瀨川於6月11日即實施取水限制),為利根川2013年以來再次實施取水限制。

8月下旬,受到颱風「蒲公英」及「獅子山」之影響,日本多地降下大雨,利根川上游亦累積雨量亦可觀,不僅使利根川流量回復為正常狀態,利根川流域8座水壩之總蓄水量亦回復至往年平均之99%,故關東地方整備局於9月2日解除「乾旱對策本部」。

1.1 地理環境

關東地區位於日本本州中部之關東平原上,多指由東京都、群馬縣、神奈川縣、埼玉縣、千葉縣、栃木縣、茨城縣等1都6縣(註1)所構成之區域(如圖1-1所示),為日本政治、經濟中心,亦為日本人口最密集的地區,逾三分之一的日本人口居住於此,約42,598,300人。

圖1-1 日本關東地區地理位置 (臺大防災服務團製圖) 註1:日本一級行政區分為「都」、「道」、「府」、「縣」,均屬同一層級。
圖1-1 日本關東地區地理位置
(臺大防災服務團製圖)
註1:日本一級行政區分為「都」、「道」、「府」、「縣」,均屬同一層級。

 

利根川長約332公里,為日本國內長度第二的河流;流域面積16,840平方公里,為日本國內流域面積最大的河流,圖1-2為利根川流域示意圖。利根川流經大部份關東地區,為關東地區重要之水源,根據關東地方整備局之資料,關東地區除神奈川縣外之1都5縣,有64%之水資源來自利根川。

利根川流域建有矢木澤水壩、奈良俁水壩、藤原水壩、相俁水壩、薗原水壩、草木水壩、下久保水壩、渡良瀨蓄水池等8座水壩(蓄水設施),總蓄水量約4.6億立方公尺。

圖1-2 利根川流域示意圖 (資料來源:利根川上流河川事務所)
圖1-2 利根川流域示意圖
(資料來源:利根川上流河川事務所)

 

1.2 氣象分析

根據日本氣象廳之資料,2016年冬季(自2015年12月開始至2016年2月)幾乎全日本之氣溫較以往高,其中又屬東日本及西日本氣溫特別高(如圖1-3所示)。受暖冬及大氣環境之影響,幾乎全日本於2016年冬季之降雪量均較往年平均少(如圖1-4所示)。高溫持續至2016年春季(2016年3月至5月),導致融雪時間較以往早,不利蓄水。

圖1-3 日本2016年冬季氣溫距平圖 (資料來源:日本氣象廳)
圖1-3 日本2016年冬季氣溫距平圖
(資料來源:日本氣象廳)
圖1-4 日本2016年冬季降雪量距平圖 (資料來源:日本氣象廳)
圖1-4 日本2016年冬季降雪量距平圖
(資料來源:日本氣象廳)

 

進入春季後,雖然日本全國4月因低壓及鋒面影響有較顯著之降雨,但在3月及5月,北日本、東日本受到高氣壓籠罩之影響,形成少雨、多日照之情形,因此2016年春季,東日本之降雨量與往年平均相比較少,如圖1-5所示。

8月,日本陸續受到颱風「奧斯麥」、「康森」、「璨樹」、「圓規」、「蒲公英」、「獅子山」影響,造成東日本、北日本累積相當可觀之降雨,關東地區於8月之降雨為往年平均之100%~170%(圖1-6),故關東地方整備局於9月2日解除「乾旱對策本部」。

圖1-5 日本2016年春季降雨量距平圖 (資料來源:日本氣象廳)
圖1-5 日本2016年春季降雨量距平圖
(資料來源:日本氣象廳)
圖1-6 日本2016年8月降雨量距平圖 (資料來源:日本氣象廳)
圖1-6 日本2016年8月降雨量距平圖
(資料來源:日本氣象廳)

 

二、災情描述

(1) 日本當局於此次事件中,為使利根川流量維持正常,曾經實施過10%、20%取水限制,減少自河川取用之水量。其影響如下:

  • 10%取水限制:公園等公共設施水龍頭、水管之水壓稍微下降,並不影響一般家庭日常生活。
  • 20%取水限制:公園水龍頭、水管、噴水池設施停止供水,並要求大量用水之設施(如游泳池)減少用水。地勢較高之住宅水壓會稍微減弱。

若枯旱情形持續惡化,日本當局將會實施「給水限制」(註2),正式限制用水戶之用水,如強制停止使用游泳池等大量用水設施、減壓供水、分時供水,甚至停水。

 

註2:「取水限制」為減少水公司、淨水場等自河川取用之水量,並未主動對用水戶採取措施,於此段階僅止於呼籲民眾節約用水。因整體水量減少,些許用戶會受到輕微影響。

「給水限制」為水公司主動限制用戶之用水,其手段有減壓供水、分時供水,甚至停水。

(2) 根據關東地方整備局之資料,利根川流域8座水壩於6月至7月中下旬之蓄水率為過去25年來同期最低,如圖2-1所示。7月14日蓄水率最低,僅有1992年至2015年平均值之49%。

圖2-1 利根川流域8座水壩乾旱年蓄水量比較圖 (資料來源:關東地方整備局)
圖2-1 利根川流域8座水壩乾旱年蓄水量比較圖
(資料來源:關東地方整備局)

 

(3) 日本當局於6月16日起即對利根川主流實施10%取水限制,至9月2日解除取水限制,期間共79日,為利根川主流過去45年來共16次取水限制最長的1次,如圖2-2所示。

圖2-2 利根川主流過去45年實施取水限制之年份及日數 (資料來源:關東整備局)
圖2-2 利根川主流過去45年實施取水限制之年份及日數
(資料來源:關東整備局)

 

三、政府應變作為

(1) 日本國土交通省轄下之水管理.國土保全局於6月7日設置情報聯絡室;日本國土交通省及轄下之關東地方整備局於6月14日設置對策本部,以應對此次乾旱事件。日本當局並於6月14日召開會議,決議當利根川8座水壩總蓄水量少於5億立方公尺時,於翌日9時實施20%取水限制。

(2) 6月11日起,即陸續對利根川及其支流實施取水限制。其中渡良瀨川及鬼怒川更曾實施20%取水限制。8月下旬,河川流量及水壩蓄水率均有顯著增加,故日本當局於8月24日暫緩實施利根川、渡良瀨川、鬼怒川之取水限制,並於9月2日解除此3條河川之取水限制。取水限制歷程如圖3-1所示。

圖3-1 關東乾旱事件取水限制歷程圖 (資料來源:關東地方整備局)
圖3-1 關東乾旱事件取水限制歷程圖
(資料來源:關東地方整備局)

 

(3) 圖3-2日本關東地區水資源設施及水系示意圖,藉由「武藏水路」、「北千葉導水路」、「三鄉放水路」,調度利根川、荒川兩水系間之水資源。根據統計資料,2月至8月,經由北千葉導水路及三鄉放水路調度共7,371萬立方公尺之用水,足夠關東地區1都5縣約3,400人口使用8天(以1人1天使用約288公升計算)。

圖3-2 日本關東地區水資源設施及水系示意圖 (資料來源:關東地方整備局)
圖3-2 日本關東地區水資源設施及水系示意圖
(資料來源:關東地方整備局)

 

(4) 東京都水道局呼籲都民一日節水約10公升至20公升。除在公家機關之網頁、電子佈告欄、跑馬燈張貼節水訊息外,亦會透過電視節目宣傳,並製作節水貼紙、海報,廣為發送,如圖3-3所示。

圖3-3 節水貼紙、海報 (資料來源:東京都水道局)
圖3-3 節水貼紙、海報
(資料來源:東京都水道局)

 

(5) 位於鬼怒川上游之「湯西川水壩」於2012年完工。日本當局於此次事件後,針對「未興建湯西川水壩」之情境進行模擬,顯示在缺少湯西川水壩之情況下,針對鬼怒川實施之取水限制日數將大幅增加,且惡化情形亦會加劇,如圖3-4所示。

圖3-4 「2016年實際情形」及「未興建湯西川水壩」模擬結果 (資料來源:關東地方整備局)
圖3-4 「2016年實際情形」及「未興建湯西川水壩」模擬結果
(資料來源:關東地方整備局)

(6) 日本當局正於利根川支流吾妻川興建「八ッ場水壩」(暫譯為「八場水壩」,如圖3-5所示)。根據計算結果,八場水壩完工後,利根川流域水壩群之總蓄水量將由6億立方公尺增加為5.5億立方公尺(約增加19%);集水面積將由1,700平方公里增加為2,400平方公里(約增加42%)。日本當局並假設「有八場水壩加入協助水源調度」之情境進行模擬,模擬結果顯示取水限制天數將由79天減少為0天,意即可完全避免乾旱事件發生。

圖3-5 八場水壩位置圖 (資料來源:關東地方整備局)
圖3-5 八場水壩位置圖
(資料來源:關東地方整備局)

 

四、致災原因研判

  • 破紀錄的少雪:

根據資料,利根川上游於2015年至2016年之最大積雪深度僅172公分,僅有過去最大值平均(289公分)之60%,亦為62年來最低之紀錄,如圖4-1所示。

  • 暖冬,融雪時間提早:

根據日本氣象廳之資料,利根川上游流域自2015年12月開始,每月均溫均較過去平均值高出攝氏1.2度至1.9度。較高之氣溫造成融雪提早,如圖4-1所示,可看出至4月28日已完全融雪,較過去平均提早了約1個月,為觀測史上最早融雪的1年。

圖4-1 2016年利根川流域上游積雪與平均值比較圖 (資料來源:關東地方整備局)
圖4-1 2016年利根川流域上游積雪與平均值比較圖
(資料來源:關東地方整備局)

 

  • 降雨偏少:

利根川上游自5月至7月,降雨偏少,其中5月平均月量僅有過去(1948年~2015年)平均值之48%。2016年5月至7月雨量約346毫米,為過去平均值(496毫米)之70%。

  • 利根川流量明顯減少:

根據以往經驗,6月上旬融雪會匯入利根川中,使利根川維持正常流量。然2015年至2016年間不僅降雪較少,融雪時間也為往年最早的一次,4月28日即完全融雪。加上5月降雨偏少,在缺少降雨、亦無融雪挹注之情況下,利根川5月之月流量僅有過去平均39.3%左右,5月31日之流量(22.3 m3/s)更只有過去平均(92.9 m3/s)之24%左右,進而造成此次乾旱事件(如圖4-2)。

圖4-2 利根川流量變化歷程 (圖片來源:關東地方整備局)
圖4-2 利根川流量變化歷程
(圖片來源:關東地方整備局)

 

五、檢討及借鏡

日本關東地區此次發生乾旱事件,實為極端氣候所造成。所幸進入8月後,颱風、豪雨接連為河川、水壩帶來豐沛之降水,遏止乾旱事件惡化,才得以解除此次乾旱危機,未造成過大損失。

日本與臺灣同樣位於多雨之季風區,年降水量約1,690毫米,約為世界(陸地)平均值2倍,然日本每人每年所分配到之降水量僅約5,000立方公尺,遠低於世界平均值,此情形與臺灣類似。故雖然日本於此次事件中並未造成過大損失,卻也提醒處於類似環境的臺灣,若氣候稍有偏離平均值,亦容易有缺水,甚至乾旱之情形發生。

日本用水分配情形與臺灣類似,以農業用水為大宗。根據日本國土交通省水資源部2012年之資料,農業用水約佔全年用水量67%;其次為生活用水,約19%;最後為工業用水,約14%,如圖5-1所示。

由圖5-1可看出日本自1990年代後期,三大標的之用水量均有顯著減少;圖5-2為日本自1965年至2012年工業用水使用情形(僅統計30人以上之企業),由圖中可看出日本雖於1980年後,工業用水回收比率成長較緩,但仍持續穩定成長,至2012年已有接近80%之水準。

圖5-1 日本年用水量及各標的用水情形 (資料來源:日本國土交通省)
圖5-1 日本年用水量及各標的用水情形
(資料來源:日本國土交通省)
圖5-2 日本工業用水使用情形 (資料來源:日本國土交通省)
圖5-2 日本工業用水使用情形
(資料來源:日本國土交通省)

 

臺灣地狹人稠,已難以像日本一樣新建水庫,但日本近年來節水效果相當顯著,值得臺灣效法、學習,亦是未來臺灣在水資源管理上相當重要的課題之一。

 

參考文獻

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