水足跡衡量簡介

水足跡衡量簡介

內(nèi)容水足跡評估步驟水足跡評估目的和范圍水足跡的衡量單位單一流程的水足跡估算農(nóng)作物水足跡估算產(chǎn)品水足跡估算水足跡評估步驟水足跡評估有四個不同階段：第一階段：設(shè)定目標(biāo)和范圍第二階段：水足跡估算（waterfootprintaccounting）第三階段：水足跡永續(xù)性評估第四階段：水足跡政策回應(yīng)

設(shè)定目標(biāo)和范圍水足跡會計水足跡政策回應(yīng)水足跡永續(xù)性評估第一階段第二階段第三階段第四階段(WaterFootprintManual,2009)水足跡評估目的和范圍水足跡評估目的：目標(biāo)之確立會影響水足跡評估的工作內(nèi)容和細節(jié)。

水足跡估算之編制范圍：編制范圍依評估目的界定，界定范圍時可考慮以下問題：是否要同時估算藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡？考慮產(chǎn)品供應(yīng)鏈的截點水足跡評估之時空尺度與資料精細程度數(shù)據(jù)期間評估消費者或生產(chǎn)者水足跡，需考慮是否要同時估算直接和間接水足跡評估國家水足跡，需考慮的問題包括：國內(nèi)水足跡、國家總消費之水足跡、國家總消費之內(nèi)部和外部水足跡

水足跡評估目的和范圍

水足跡永續(xù)性評估之編制范圍：

水足跡的永續(xù)性可從環(huán)境、社會和經(jīng)濟等不同面向來檢視，永續(xù)性亦可以從不同層次來加以衡量，例如，對區(qū)域的影響或?qū)α饔虻挠绊憽Ｋ阚E永續(xù)性評估的編制范圍可由評估目的來決定，可從（一）環(huán)境、社會和經(jīng)濟面向；或（二）區(qū)域、流域或全球的永續(xù)性來決定范疇。

水足跡的衡量單位衡量水足跡的單位是以單位時間用水量或單位產(chǎn)品用水量來表示。制程水足跡可以單位時間水量表示，而除以制程產(chǎn)量后即可以每單位產(chǎn)品水量（watervolumeperproductunit）表示。

產(chǎn)品水足跡通常以產(chǎn)品單位水量（watervolumeperunitofproduct）表示。消費者水足跡、生產(chǎn)者水足跡和區(qū)域（國）內(nèi)水足跡皆以單位時間水量表示。依據(jù)評估目的和范疇的界定，單位時間可以是一日、一月或一年。

單一流程的水足跡估算-藍水足跡

藍水足跡是地面水和地下水消耗性使用（consumptiveuse）的指標(biāo)。

水資源消耗性使用包括水資源蒸發(fā)散、成為產(chǎn)品一部份、水資源汲取后未回歸至相同集水區(qū)（即回到海中或不同集水區(qū)）、水資源汲取后未在同一時間回歸等。

單一流程的水足跡估算-藍水足跡

WFproc,blue=BlueWaterEvaporation+BlueWaterIncorporation+LostReturnFlow

其中WFproc,blue為流程藍水足跡，BlueWaterEvaporation為藍水蒸散量，BlueWaterIncorporation為成為產(chǎn)品之一部分的藍水量，LostReturnFlow為未在同一時間內(nèi)回歸到同一集水區(qū)之水量。單一流程的水足跡估算-藍水足跡

藍水足跡的衡量單位為單位時間水量，若再除以某流程所生產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)量，則為該流程產(chǎn)品單位水量。

制造業(yè)方面，前述各項可以從不同型態(tài)制造業(yè)的特定制程之消耗性用水量數(shù)據(jù)庫取得資料來計算。然而目前少有此種數(shù)據(jù)庫的存在，即使存在也多是制程取水量而不是消耗性用水量。單一流程的水足跡估算-藍水足跡

現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的資料并不夠精細，多是整廠資料（例如，制糖廠、紡織廠、造紙廠）而非不同的細部制程資料。計算制程藍水足跡最好的資料應(yīng)該是個別制造廠商資料、區(qū)域或全球性子廠的資料。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的藍水足跡也可被衡量，但須借重估計灌溉用水的模型，以及進行灌溉的時空信息。和其他制程資料一樣，目前農(nóng)業(yè)灌溉相關(guān)資料多是取水量而非消耗量。單一流程的水足跡估算-藍水足跡

藍水足跡亦可分別依不同類別藍水水源估算，藍水水源有地面水、淺層地下水（flowinggroundwater）和深層地下水（fossilgroundwater）。

依前述藍水水源估算的水足跡依序稱為淺藍水足跡（light-bluewaterfootprint）、深藍水足跡（dark-bluewaterfootprint）和黑水足跡（blackwaterfootprint）。不過由于資料欠缺，依水源估算藍水足跡仍有相當(dāng)困難度。單一流程的水足跡估算-綠水足跡

綠水指的是降到地上的雨水，未成為逕流也未補注地下水的部分，此部分雨水藏于土壤中、暫時停留于土壤表面或植被，此部分雨水最終會自行蒸發(fā)或透過植物蒸散。

綠水能使作物成長而具生產(chǎn)性，綠水是農(nóng)作物和森林成長過程中被吸收的雨量。

單一流程的水足跡估算-綠水足跡

WFproc,green=GreenWaterEvaporation+GreenWaterIncorporation

其中WFproc,green為流程綠水足跡，GreenWaterEvaporation為綠水蒸散發(fā)量，GreenWaterIncorporation為成為農(nóng)林產(chǎn)品之一部分的綠水量。

由于對水文、環(huán)境和社會的影響有別，且利用藍水（地面水和地下水）和雨水的機會成本也不同，故區(qū)分藍水與綠水是重要的工作。

單一流程的水足跡估算-灰水足跡

灰水足跡為和流程有關(guān)的淡水資源受到污染程度的指標(biāo)?；宜阚E為在現(xiàn)有水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)下，吸收污染物所需的淡水水量。

灰水足跡可以下式估算：

其中WFproc,grey為灰水足跡，L為污染物負荷，Cmax

為最大可接受濃度，Cnat

為承受水體之自然濃度，自然濃度是當(dāng)集水區(qū)沒有人類活動干擾下水體的濃度。

以自然濃度做為計算灰水足跡基準(zhǔn)的主要原因是，灰水足跡是用來做為生態(tài)體系（水資源環(huán)境）吸收能力的指標(biāo)。單一流程的水足跡估算-灰水足跡

除化學(xué)物質(zhì)的污染外，熱污染（thermalpollution）亦可估算其灰水足跡，此灰水足跡為放流水水溫和接受水體水溫之差額乘以放流量，再除以最高可接受水溫自然水溫之差額。

每日灰水足跡值可加總為年水足跡。而當(dāng)放流水中含有二種以上的污染物時，則灰水足跡是以影響最大的污染物來計算。如果對各種污染物的影響有興趣的話，也可針對特定污染物計算灰水足跡。農(nóng)作物水足跡估算很多產(chǎn)品都以農(nóng)作物和森林作物做為投入要素生產(chǎn)，例如，食物、飼料、纖維、燃料、食用油、化妝品等皆以農(nóng)作物作為原料；森林作物可用以制造木料、紙張和燃料。

由于農(nóng)業(yè)和林業(yè)部門為耗水部門，以農(nóng)作物和森林作物做為投入的產(chǎn)品通常有較大水足跡。因此，估算種植農(nóng)作物和森林作物水足跡是一項基礎(chǔ)的評估工作。

農(nóng)作物水足跡估算

種植作物流程的總水足跡（WFproc）為藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡之和，如下式所示：

WFproc=WFproc,green+WFproc,blue+WFproc,grey

農(nóng)業(yè)和林業(yè)的各種水足跡通常是以每噸產(chǎn)品的水量表示，故種植農(nóng)作物或林作物之綠水足跡（WFproc,green，m3/t）為作物綠水用量（CWUgreen，m3/t）除以作物產(chǎn)量（Y，ton/ha）；藍水足跡也是相同的估算方法。農(nóng)作物水足跡估算

作物綠水用量為在作物生長期間由田間和作物本身蒸發(fā)散的總雨水量；藍水用量為作物生長期間的總灌溉水量。計算時作物年產(chǎn)量可由現(xiàn)有統(tǒng)計資料取得，而如果是多年生作物則必須以其存活年限的平均作物產(chǎn)量計算。假設(shè)某多年生作物可存活20年，但由第6年開始才有收成，則應(yīng)以20年的用水量（此處為蒸發(fā)散量）除以15年的收成量。

作物綠水用量和藍水用量是以其個別日蒸發(fā)散量，以作物的生長期間累計而成。農(nóng)作物水足跡估算

田間的蒸發(fā)量可用模型以實證公式加以衡量或估計，因為直接衡量蒸發(fā)量是相當(dāng)不易且高成本的。因此，蒸發(fā)量通常是用氣候、土壤特性和作物特性資料，以模型間接估算。

目前有數(shù)種方式可估算蒸發(fā)量和作物的成長，其中聯(lián)合國農(nóng)糧組織發(fā)展的CROPWAT模型為較常使用的估算工具。

農(nóng)作物水足跡估算

估算作物種植的綠水、藍水和灰水足跡需要大量的數(shù)據(jù)，通常使用當(dāng)?shù)刭Y料是最佳的選擇。

但多數(shù)情況下收集當(dāng)?shù)刭Y料是相當(dāng)吃力的工作，因此有時以國家平均數(shù)據(jù)、區(qū)域內(nèi)或鄰近地區(qū)資料取代。

計算作物的藍水足跡時，除田間蒸發(fā)的灌溉水量外，尚包括儲水設(shè)施（例如水庫）的蒸發(fā)量，以及輸送藍水時的蒸發(fā)量。農(nóng)作物水足跡估算

除蒸發(fā)量外，估算水足跡亦需加上成為農(nóng)產(chǎn)品或林產(chǎn)品之一部分的水量。此部分可以收成后農(nóng)產(chǎn)品或產(chǎn)品的水分比例加以估算，例如水果含水量為80-90%，蔬菜為90-95%。農(nóng)產(chǎn)品中綠水和藍水比例可以假設(shè)與CWUgreen和CWUblue的比例相同。加上此部分水量對水足跡大小不會有太大影響，因為成為作物一部分的水量約為蒸發(fā)水量的0.1%-1%。

產(chǎn)品水足跡估算產(chǎn)品水足跡定義為制造產(chǎn)品過程中直接和間接的所有淡水用水量。產(chǎn)品水足跡估算產(chǎn)品生產(chǎn)鏈所有過程的耗水量和污染量，各種產(chǎn)品（可能由農(nóng)業(yè)、工業(yè)和服務(wù)業(yè)等不同產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)）計算水足跡的步驟皆類似。產(chǎn)品水足跡亦包括藍水足跡、綠水足跡和灰水足跡，產(chǎn)品水足跡有時又稱虛擬水內(nèi)涵（virtual-watercontent），唯后者之定義較為狹隘。

產(chǎn)品水足跡估算

估算產(chǎn)品水足跡必須先了解生產(chǎn)該產(chǎn)品的方法，亦即必須先了解生產(chǎn)系統(tǒng)。生產(chǎn)系統(tǒng)包含連續(xù)的生產(chǎn)步驟，以棉質(zhì)襯衫為例，生產(chǎn)系統(tǒng)由種植棉花、采收、軋棉、梳整、紡織、漂白、染色、印花、修整等步驟構(gòu)成。

產(chǎn)品水足跡估算估計產(chǎn)品水足跡時必須先將生產(chǎn)系統(tǒng)解構(gòu)為有連續(xù)性的生產(chǎn)步驟，尤其是深入分析時更需以時空細部資料解析各步驟，如此才能追溯產(chǎn)品投入的原產(chǎn)地。以前述棉質(zhì)襯衫而言，棉花可能是在中國生產(chǎn)，制造可能是在馬來西亞，消費可能是在歐洲。各地生產(chǎn)環(huán)境和制程特性皆不相同，故生產(chǎn)地點會影響水足跡的大小和顏色。產(chǎn)品水足跡估算計算產(chǎn)品水足跡有兩種方法：（一）鏈加總法（thechain-summationapproach）；（二）階段累積法（thestep-wiseaccumulativeapproach）。

鏈加總法：此種方法較簡單卻僅能用于單一產(chǎn)品的生產(chǎn)系統(tǒng)，加總各流程的水足跡即可得到產(chǎn)品水足跡。

階段累積法：為生產(chǎn)某產(chǎn)品前一階段所需的投入產(chǎn)品（或稱為中間投入）之水足跡和該產(chǎn)品本身生產(chǎn)階段水足跡之和。產(chǎn)品水足跡估算-鏈加總法制程s=1制程s=3制程s=2制程s=4制程s=kWFproc[1]WFproc[3]WFproc[2]