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韓國K-water水資源科技發展介紹

陳志維、薛孝亭/ 發布日期:2022/04/25/ 瀏覽次數:168

一、K-water簡介

K-water成立於1967年,為韓國從事水資源業務的國營企業,旨在管理與發展韓國水資源,使人民得以免受乾旱、水災等災害影響,並透過潔淨與穩定的用水提供,改善人民生活和促進公共利益。具體任務包括水資源開發設施的建設、經營與管理;都市供水道設施的建設管理;自來水廠與和污水廠的承包與經營等。
為了因應逐年成長的供水需求,以及全球氣候變遷等挑戰,K-water除了將水資源相關業務整合,以確保供水、水質、水生態等層面的整體規劃與發展外,亦於近年(2020年)提出了未來目標,包括以自然和人類共存的方式保護河流、提供安全潔淨的水供人民使用、建立數位化的水資源管理、建置創新水資源產業生態系等目標,並且持續規劃創新,以期提供人民更佳的用水環境,並躍升為世界頂尖的水務管理企業。

 

二、K-water水資源科技發展現況

K-water發展了許多創新水資源科技與應用,以下將聚焦於水資源安全(water safety)以及水資源共享(water sharing)兩方面,介紹重點投入項目: 

(一) 水資源安全
在水資源安全方面,為了加強對災害的應對,以及提升水資源相關設施的安全性,K-water建立綜合水資源管理系統。該系統包括了智慧大壩安全管理、乾旱預測與預警、水災監測等項目。在智慧大壩安全管理項目,K-water於2020年成立智慧大壩安全管理中心,將K-water管理的水壩之現況、檢查計劃與結果、維護數據等資訊做整合,並利用無人機、人工智慧、大數據分析等科技,建立起即時智慧監控、無人機安全巡檢以及大壩數位孿生(digital twins)安全管理平台等,以監測水壩之即時狀態。

在水災監測項目,K-water與氣象管理單位合作,整合天氣雷達資訊與大壩監測數據,開發即時降雨預報與監測。未來規劃進一步改善分析技術,提高無法量測區域(如邊境)之降雨預測能力,以提高水災風險分析之精準度。在乾旱預測與預警項目,K-water建立了國家乾旱資訊分析中心以及乾旱資訊平台,能提供各地區乾旱程度之分析與預測,以及乾旱現況、預報/預警、節水指示等資訊,以支持政府應對措施的規劃,減少乾旱造成的損失,並改善過去民眾在取得相關資訊時面臨的阻礙。

除了上述的綜合水資源資訊管理系統外,K-water亦積極投入水壩與水流域的環境改善,包括監測與減少流入水壩的污染物(如減少綠藻增生)、改善大壩與河流之生態空間(如建立濕地與洪水緩衝區)等,以改善水源水質並建立對環境友善之生態環境,優化水資源循環。

(二) 水資源共享
在水資源共享方面,K-water計劃逐步建立智慧水資源管理系統,打造消費者放心飲水的供水體系。智慧水管理系統係指從取水源頭到後續的淨水、分配等供水階段,結合資通訊技術(ICT),以科學化方式管理水質與水資源的分配。K-water的SWM系統包含兩部分,一部分為前段所提及之綜合水資源管理,主要在水資源源頭階段進行管理;而在後續的供水階段,則規劃建立起智慧水網(SWM系統架構與規劃請參閱圖一)。智慧水網具體項目包括: 在淨水廠中,透過取水源品質即時監測、淨水處理即時監測、智慧化管理等方式,建立可防止異常進水與各種事故的智慧型安全自來水系統;透過流量與水質監測裝置、智慧配水管理等,以即時監測水質和水量,建立穩定且可快速識別事故的自來水供應系統;在當地供水方面,則透過即時水質監測、遠端漏水偵測等技術,以確保自來水水質。目前SMW系統已陸續於韓國多個城市(如釜山、世宗)展開建置。

除了SMW系統外,K-water亦發展了多項創新技術與服務。在水處理技術上,研發了包括: 小型淨水廠,以因應緊急供水需求;移動式汙水處理廠,可作為水質突然發生變化或者有少量汙染物流入時的應急處理。另外,K-water甚至嘗試將供水服務與創新技術結合,為社會弱勢族群(如獨居老人)構建了社會安全網。舉例來說,K-water為當地的弱勢居民安裝智慧水錶,並利用大數據與人工智慧等技術分析與監測用戶之用水模式,以便於意外發生時能即時通報。

 

三、與K-water合作之創新解決方案

K-water除了自行發展水資源相關技術以外,亦積極與產、學、研等單位合作,共同開發創新解決方案,以應對瞬息萬變的水資源管理環境。同時,K-water亦為具潛力之新創團隊或中小型企業提供支持,包括技術、資金或市場諮詢等支持,期望打造出雙贏的水資源產業生態體系。目前已有多個團隊在K-water支持下成立新創。重要團隊與創新解決方案簡述如下:

(一) PiQuant 可攜式水質檢測儀
PiQuant將光譜分析技術與K-water的水質分析技術相結合,開發了一種可檢測水中有害病菌之可攜式水質檢測儀,能於10分鐘內檢測出大腸桿菌等病原菌,且具有高度靈敏性。除了檢測水質外,PiQuant亦積極擴大該技術之應用範疇,目前已開發出可用於空氣品質檢測的AirQuant,以及用於皮膚檢測的Skin Scanner,並且與多家國際公司(如L'Oreal)展開合作。

(二) Wl.Plat 智慧漏水管理系統
Wl.Plat利用物聯網和漏水聲音感測技術,搭配K-water的供水管理數據,開發出智慧漏水管理系統。首先利用Wl.Plat開發的漏水聲音感測裝置(Sonic M1)於多個地點採集水道之聲音數據,智慧漏水管理系統會將蒐集到的聲音數據與供水數據進行分析,於地圖上計算出可能漏水之區域。

(三) Arun汙水過濾系統
Arun開發出首款不會阻塞的汙水過濾系統Non-Clogging Filtration System,並且與K-water之汙水處理廠合作展開系統驗證。該系統採用錯流過濾(Cross-flow filtration)並搭配特殊設計的濾膜,可使廢水中的顆粒不會阻塞濾膜,能持續過濾含有高濃度微粒之混濁廢水。由於不會阻塞,亦無需額外的清洗裝置,能大幅簡少維護成本。

 

四、結論

據以上觀察,K-water過去積極發展了諸多水資源相關科技,其中與資通訊技術的結合為其創新核心。資通訊產業同樣為我國之優勢,因此,K-water之經驗與模式,應可做為我國在面臨水資源挑戰(如缺水)以及發展相關科技的重要參考。

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