從竹科鑿井取水,看古人如何取水

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去年颱風沒來,今年梅雨季未到,除了北北基與東部,其他地區缺水的情況越加嚴重,尤其是科學園區用水龐大,甚至到了需要鑿井取水的階段,不然無水可用,產線根本無法維持。

水庫蓄水量分布

目前缺水的情況主要分為三個地區,分別是桃竹苗、彰化台中雲林以及台南高雄,相當於對應到竹科、中科與南科,從經濟部水利署的水庫及時數據可發現,好幾個水庫已經是告急或是見底的狀態,庫存量大概也只能撐個30至60天。
台灣北部水庫蓄水量,圖來自經濟部水利署
台灣中南部水庫蓄水量,圖來自經濟部水利署
雖然已經採取節水措施,科技用水已比去年節省10%,水能回收盡量再利用,但仍然需要做最壞的打算,進行抗旱對策,鑿井取水,現代當然是以高效率的機械鑽井,伴隨幫浦馬達與管線,高效率抽取地下水源,那在古代尚未工業革命的時代,到底該如何有效率的取水呢?

古井取水

大多數人的第一印象的古井,如同下方的圖一般,一個取水的木桶,用繩索與轉動裝置固連接,人們拉動繩索,使木桶慢慢地下降,打起水後再拉起,一次次取用一個水桶的量。
古井與繩索取水裝置
只要有毅力,終將能收集好幾個木桶的水量,但每次取水就是一件苦差事,需要付出勞力才能完成,有沒有辦法更輕鬆呢?

手閥取水

於是手閥(Hand Pump)便誕生了,像是現代水龍頭的取水裝置,只要不斷拉動拉桿,水自然從像水龍頭的出口流出。不過我們習慣使用的水龍頭,水是因為單純重力流出,而手閥的水源依然是水井,還是需要克服重力才能打水,那到底是怎麼做到的呢?
手閥取水裝置
原理就跟吸管相同,當我們用吸管喝飲料時,因為吸管中的空氣被吸走,吸管內部的氣壓降低,壓力不平衡下,水就被壓進吸管,我們就能喝到水了。
所以當手閥往上拉動時,因為氣壓降低,內部的閥門打開,下方水井的水就如同被吸上來了,當手閥往下回覆時,打開的閥門被往下壓關閉,而被吸上來的水便停留在手閥的空間內,因此只要不斷重複拉動手閥,就是像水龍頭般,水不斷源源流出,使取水變得方便許多。
手閥取水原理,圖源Handpumps for Rural Water Supply
Jenna Martin, USF Civil & Environmental Engineering
隨著水利工程的發展,現在供水以管線進行長距離輸送,還須淨水過濾與檢驗,才能供應至民間,與像古早年代那般的至溪邊取水,或是廣設水井的方式,在城市中早已消失。
台灣雖身處亞熱帶,氣候潮濕,平均年降雨量為2515毫米,是世界平均雨量的3倍之多,但中央群山高聳,平原面積又不足,雨水很快便流進海中,雨季又集中於夏季,自然會面臨缺水問題,只能靠大家努力互相節約用水,共度缺水的難關。
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老羅斯福的的胡蘿蔔與棍棒政策,象徵著獎勵與恐懼,因獎勵產生動機,便是胡蘿蔔,因恐懼驅使動力,則是棍棒,為了達到目標,需要找到你專屬的動力,那要如何尋找人生目標與動力呢?,去接觸各種活動,從中找尋自己的方向。此專題將分享個人經歷、閱讀書評、奇聞趣事,記錄我的想法與嘗試的過程,閱讀我的旅程,啟發你的目標與動力。
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