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化暗為明:臺灣地下水治理性的基礎設施

2010年,臺灣高速鐵路公司宣稱其雲林路段的高架基座因為當地的地層下陷而傾斜並引發行車安全疑慮。由於地下水是彰化、雲林的主要水源,同時農業水井數目最多,是否管制農業水井成為輿論辯論的焦點。對農民與地方政府而言,超抽地下水乃是因為六輕工業區襲奪了濁水溪的灌溉水,使其為了生存只能抽取地下水。而面對爭議的中央政府,最後提出調查數據,指稱地層下陷的壓縮深度超過農業水井的普遍深度,認為與農民關係不大,因此,初步的管制重點將以公有機關或工廠的深水井為主。並以這樣的說法暫時止住了地方的怒火與政治危機。

略觀此事件,我們會發現不同陣營爭執的焦點並非地下水是否超抽,而是誰超抽地下水。而在整個爭論的過程中,儘管農民與地方政府是重要的異議者,但決定究竟造成地層下陷的原因為何的,仍是政府在水利與地質方面的技術官僚。而他們所憑恃的,乃是大量關於長期地下水位、地表沉陷與地層壓密變化,以及地質調查資料。至於一度被指控為超抽地下水元兇的農業水井擁有者,多半只能用自身的經驗提出反駁。例如一位農民向我指出,高鐵敦柱沉陷最嚴重的土庫地區原本就地層鬆軟,應該質問的是當初何以由此通過的規劃過程。另外一位二崙農民則告訴我更複雜的圖像:在高鐵進行工程以前,其水井所抽皆是淺層地下水,但高鐵的基座工程掏空他原本抽水含水層的地下水,迫使他必須自掏腰包往更深層抽水──照他的說法,就算是這樣讓高鐵遇到地層下陷麻煩,這帳到底應該算在誰頭上?然而,這些聲音在當代的環境治理體制下,如果無法轉換為「科學」語言,那就只能淪為個人之見。從2010年的事件來看,雖然農用水井最終並未被強制封井,但決定農用水井是否應該替地層下陷負責的,終究不是農民。事實上,從後續農政單位不斷在高鐵沿線農地推廣旱作或是節水農業來看,農用水井終究沒有被這個環境治理體制挪出造成地層下陷的可能原因之一。

本文並無意、也無法告訴讀者究竟誰或是什麼做為應該替近十年雲林地層下陷的問題負責。但是,從這個事件我們可以觀察到,當代環境治理──特別是大尺度的環境治理──的參與和決策過程中,可能存在著某種權力不對等。這種權力不對等並非誰能對環境治理發言的問題,而是這些發言能以什麼形式被聽見、被當成可供決策參考的聲音或是被忽略為背景雜音的問題。那些我在田野中遇到的農民,即使他們不想純粹抱怨,也很快會發現他們的經驗跟主張會被稀釋在各式各樣的文獻、調查與數據之中。

這種權力不對等恐怕不單是人或體制造成的。試想,如果沒有掌握大量的環境數據,即使是聲譽卓著的專家對於看不見的地下世界想進行評估也只能嘆息巧婦難為無米之炊。換言之,大量的數據累積是臺灣地下水治理的重要基礎。然而,由於地下水埋藏在地底的特質,許多數據必須仰賴分析所挖掘出來的地層樣本與長期的觀測提供基礎資料。目前臺灣專家主要仰賴的數據來自「地下水觀測網」──一個分佈在全島超過800口觀測井跟近500筆地質鑽探資料的觀測系統。考慮到一口井動輒上百萬台幣的造價,整個地下水觀測網計畫花費政府超過30年與(僅平原工程即)超過60億台幣。這個巨大而沉默的科學基礎設施不只監控著地下世界的變化、也維繫著一種以大量環境數據為基礎的治理形式。

本文試圖討論,地下水觀測網是怎麼樣被構築起來的?以及,為何中華民國政府願意花這麼多資源去建構這個系統?如前所述,地下水觀測網並不只是一個環境監測系統或是科學研究計畫,它更是一種維持特定治理型態、使得官方可以去掌握對地下環境解釋權的基礎設施。藉由檢視此基礎設施的構成過程,我希望能夠:1) 思考究竟何謂「環境監測」? 2) 理解人們如何了解、認識大尺度的環境,以及 3) 思考科學調查如何進行,並影響我們如何認識自然、對待自然的方式。

地下水觀測網簡史

目前臺灣所使用的地下水觀測系統與相關的地質調查主要是從1992年開始進行至今。但是,早在1950年代,由於缺乏灌溉水資源,KMT政府開始大量開發地下水,並在美國顧問的建議之下,建置了一套主要分佈在農業地區的地下水觀測系統。當時的想法是:如果觀測到某個地區的地下水超量使用,就由國家介入管制此處的地下水抽用。然而,當水利機關在1970年代以觀測井地下水位下降為由試圖限制地下水開發時,卻遭到地方政府以觀測正確性有疑慮的挑戰。

第一代地下水觀測系統無法發揮上述「觀測權力」的原因,一方面是最初KMT政府開發地下水的目的是增加灌溉水源,因此主要觀測重點也在農業地區,但是臺灣於1970年代快速的工業化與都市化後,缺乏自來水系統的都會邊緣地區紛紛開鑿地下水做為水源,並引發都市的地層下陷與淹水問題,然而此時都市卻缺乏觀測資料。雪上加霜的是,1950年代負責地下水開發和監測的省政府地下水工程處因為臺灣地下水開發成效不如預期而遭到降編並於1976年被裁撤,使得臺灣在1970年代時缺乏處理地下水事務的專業機構。儘管原本建置的觀測網還留著,但是系統維護不佳、新觀測井設置也十分緩慢。其中有些水井的觀測數據甚至被批評四季不變──但是地下水水位是會隨著乾濕季變化的──而遭受管制單位質疑監測井已經失去功能,並進一步要求水利單位在有效的監測資料出現以前不宜輕易限制其他機關與民間的地下水開發。

1979年,賀璞颱風侵襲南臺灣,造成屏東沿海嚴重的損失。此外,同年省水利局在進行林邊地區排水檢測時,也發現提防高度不足。但是整體而言,1970年代的水利官員雖然懷疑臺灣部份西、南部沿海地區已經出現地層下陷,但仍苦於監測資料不足,因此一直無法進行有強而有力的斷言。不過,在1970年代末期到1980年代之間連續幾個大颱風侵襲臺灣西、南沿海並造成嚴重災情的情況下,超抽地下水與地層下陷仍進入了當時政府的政治議程中。

1986年,經建會主委趙耀東與行政院科技顧問小組的李國鼎商議,決定商請國外專家來臺診斷地層下陷問題。他們請到美國地質調查局(USGS)專家Thomas L. Holzer來台。Holzer在臺灣簡短考察兩週後,提出數條治理建議,其中之一即為建立地下水觀測系統。

地下水觀測網與「新」地下世界的誕生

中華民國政府接受了Holzer的建議,並將任務指派給臺灣省水利局。隨後,臺灣省水利局邀集了水利、工程、地質和地下水開發等領域的專家組成「技術小組」來檢討、評估既有地下水觀測系統,以及是否有重建的必要性。

技術小組會議中的關鍵議題之一是如何辨識所謂的「主要含水層」。由於超抽地下水被認為是地層下陷的主因,小組成員認為如果可以辨識出主要含水層並對其進行監測與管制,即可較有效益地控制地下水問題。但是,過去的地下水觀測井在混淆取水與觀測需求的狀況下,往往與數個含水層連通,因此無法藉由這些井去判斷不同含水層的水位變化。換言之,過往的觀測井無法反應地下水分層的變化。因此,對技術小組成員而言,新的、能反應分層的地下世界的監測系統勢在必行。

分層需要有地質調查資料,但是,由於早年的地質調查含水層的重點是怎麼取水、有多少水可以取,因此對於精準的描述含水層的走向和形狀並不怎麼關心──畢竟這只是要做為開發的參考而已。在此考量下,除前述許多觀測井並沒有分層觀測的問題之外,過去對於地底世界的分層方式也受到技術小組專家的質疑。事實上,地下水有分層是任何鑿井者都知道的常識,但是「整個」地下水區的地下分層到底長什麼樣子又是另外一個問題了。從水利機關的檔案資料來看,1950、60年代的資料皆有立體地層分層圖,但這些圖對1980年代的專家而言並不可靠。一方面,專家們批評這些地層資料乃是由鑿井工人所紀錄,而工人大多沒有受過地質訓練,紀錄粗糙甚至有許多錯誤。二方面,對於過去以找水為主要目的的地下水開發者而言,地下分層的意義主要在於協助他們判斷大概哪邊有水可取,而非整體的地下樣貌長什麼樣子。因此,鑿井工人們據以判斷地層的樣本主要是他們鑿井時一併取出的岩屑(cutting)。對開發者而言,這些樣本的顆粒大小、顏色和簡單的性質即足以判斷所鑿深度是否含有足以開發的地下水。但是對技術小組團隊中的地質學家──特別是水文地質學家──而言,岩屑樣本卻不能讓他們滿意。

何以地質學家不滿足於岩屑樣本?關鍵還是對主要含水層的判斷需要乃至對分層觀測的要求和整個地下世界圖像的追求。對專家來說,純由岩屑所拼湊出來的地下世界地形圖缺乏有力的理論基礎來說明其正確性。因此,水文地質學家們將地層形成的過程分析納入了對地下世界的建構藍圖中。由於這樣的過程分析將整個地球氣候變遷模式納入解釋架構,水文地質專家認為這能夠更有效地解釋並說明何以在此深度發現這樣的樣本。而這樣的解釋架構,也能夠讓他們更有效地推論不同鑽井樣本之間的關聯性,從而建立出更為邏輯一致的地下圖像。簡言之,這是一種把「時間」面向加入對地下世界「空間」進行解釋與描述的新方式。

也因為加入了時間面向,水文地質專家們需要新的、關於時間面向的證據:化石,特別是有孔蟲化石和植物的孢子、花粉。但是,過去取岩屑的主要工法──衝擊式鑿井──比較難以完整保存這些微小的化石。理由是因為衝擊式鑿井取岩屑樣本的方式是利用鑿井時灌入井孔以避免其坍塌的泥漿回流到地面時一併取出,過程中不同地層的岩屑不見得能完整蒐集,因此被專家認為較易遺失樣本。所以,技術小組建議為了取得比較「完整」的樣本,應改以地質鑽探的方式取整條的岩心(core)。在這一連串的規劃與調整下,過去以衝擊式鑿井、取岩屑、由工人自行紀錄的調查方式被新的行動者(有孔蟲、孢子、花粉化石、地質鑽探工程、岩心)取代,而新的、被認為更完整、合理且複雜的地下世界也逐漸出現。

 

A machine sits atop mud in a field and is pounding an iron tube into the ground for the cutting process.

此圖為衝擊鑿井取岩屑的過程。取岩屑的過程先以鐵管衝擊地表,再以泥漿流出土層的方式,來取得地層樣。       圖片來源:作者

 

A man uses a machine to collect samples from a mudpit.

待泥漿流出土層後,工人從中蒐集岩屑地層樣本   圖片來源:作者

A box containing different samples obtained by cutting.

此圖為依照深度排放的岩屑地層樣本     圖片來源:作者

A man operates a drill that is being used to "core" and collect "core" samples.

此此圖為地質鑽探取岩心的過程。取岩心的過程先以鑽機鑽探地表,再以鑽頭切割地層,將地層擠入岩心管,取出整條岩心    圖片來源:作者

A case containing four columns of sediment, each a sample obtained by the "coring" technique.

此圖為依照深度排放的岩心地層樣本    圖片來源:作者

沉默的技師──在地技術網絡

伴隨著新的地下世界、新的監測系統、新的治理模式的出現,技術小組以及後續處理地下水觀測網地質調查的單位面臨著新的問題:隨著工程需求增加,他們需要有足夠的工人師傅來取得高品質的岩心。這裡必須解釋一下,取岩心的工作──地質鑽探──並不是由科學家或官員親手執行,而是交給鑽探師傅來由地底取得樣本。但是,過程並不是師傅從地底取得樣本然後上交給委託或研究單位而已那麼簡單。在田調過程中,我發現地下樣本的取得高度受到師傅鑽探能力、經驗、設備乃至於人品的影響。

換言之,如果說前面提到技術小組和水文地質專家們認為以相對更完整的岩心取代岩屑是支持前述更為完整、合理的地下世界圖像的根本,那麼這些工人師傅就是決定專家的期望能否實現的關鍵行動者。由於地層看不見,因此地質鑽探工作高度仰賴師傅的手感與經驗。例如,師傅們必須在鑽探過程中加入泥漿來避免井孔坍塌,但是泥漿加得太多又有把一些細小地層樣本給沖走的風險,而到底要在什麼時候、加入多少泥漿,完全看師傅的經驗(這涉及師傅對於此時鑽到什麼地層的判斷,而這個判斷又仰賴師傅的手感)。

但是,地質鑽探師傅的工作也受到工程產業環境的影響。近年來,地質鑽探工作從由國家直屬的工業研究院轉向民間廠商負責,由於臺灣的鑽探師傅許多為個體戶,在發包制底下,師傅們面臨了兩難:一方面,他們希望能夠接到更多的鑽探業務、另一方面,更多業務就意味著必須有多樣的設備來應付變化多端的業務需求與地層環境。為了維持一定的利潤,師傅們往往選擇以各式各樣的改裝來節省設備成本。但是,改裝廠技術能力的好壞影響了設備是否能穩定運作。因此,好的改裝廠是在鑽探工程以發包制運作的情況下,要維持施工品質、進而維持地質調查水準的關鍵。這些不會出現在水文地質調查的科學期刊或調查報告中的鑽探師傅與改裝工廠,是使得這幾年來地質調查工作朝向分包制與壓低成本的環境變化下,還能夠產出一定品質樣本的重要人物。

結論:地下水觀測做為工程-科學-治理複合體

回到高鐵的議題上,是什麼支持政府專家有能力、有正當性去做各種政策判斷?是那些巨量的觀測與調查資料。而地下水觀測網正是支持這些調查與觀測資料生產的重要計畫。但是,鮮少人注意到,建立地下水觀測網的能力來自於不同行動者,包括學者、政府官員、岩心、化石、鐵工廠、鑽探師傅……的合作。換言之,地下水觀測網所支持的地下水治理型態,事實上是一個工程-科學-治理的複合體。如果考量到第一代地下水觀測網的經驗,我們恐怕不能把這個複合體的運作與存續當成理所當然的存在。

地下水觀測網跨越時空累積的巨量資料提供了當代地下水治理型態的基礎,也讓治理者有宣稱對於地層下陷問題有更為正確的理解和更為有效的解決方案的正當性。同時,它恐怕也讓其他主張或表達方式變得「不夠科學」因而變得次要或無關──這並不是說那些聲音不存在,而是這些聲音如果不能轉換為科學語言,那就只會被理解為某種利益或立場差異上的抱怨──而這也增強了「數據治理」的趨勢。那麼,未來是否在數據、在科學、在數據與科學支持的事實與真實面前,那些被認為非科學的觀點,是否都將漸漸失去其在環境政治中的聲量與關注呢?

後記

感謝閱讀至此。如果您是科學家或是信仰科學的人,或許會覺得有點不舒服。但請容我澄清,這篇文章並不是要反對監測、調查或是水文地質學,當然更不是要倡導一種反對科學的知識立場。如果你認為監測重要,那你也許會同意我在本文中所指出的,監測是一種乍看強韌,但實際上需要非常多不同行動者相互配合的工作。換言之,監測有其脆弱的一面。因此,好的監測需要更多的資源與相互協調的行動來維繫。

但是我想說的也不只是好的監測如何維繫的問題。我這篇文章確實不是要去貶低科學調查或研究──我相信1980年代以後的「新」觀測網對地下世界的理解與掌握遠遠超過它的前輩。不過做為人文社會學科的學徒,我還是想試著依循著我的訓練,去指出任何我們習以為常的生存和治理方式,都會產生某種權力關係與效果,而身在其中下風處的人,也許不是毫無能力,但總得花更多的力氣去遵循某種既定的規則或道路才能夠讓自己的聲音被聽到。我在這篇文章的工作,就是試圖去指出巨量的環境與調查數據所衍生的環境治理權力關係與效果的基礎是什麼、怎麼來的。但是,我的研究對於觀測、調查形成特定權力關係的機制與效果的多樣性、甚至不同觀測調查造成不同的權力後果等議題都討論的不夠深入,這部份,我也希望能夠在未來持續延伸與學習。

 

 

This post is part of the series “(Re)Assembling Asias through Science.” Click here to read the series’ introduction and contact editors Chunyu Jo Ann Wang (chunyuw@stanford.edu) and Tim Quinn (quinnt@rice.edu) if you are interested in contributing!

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