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AI賦能水資源治理三部曲

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◎讓AI成為治理的文化:邁向韌性與永續的智慧水務新架構

21世紀的水資源管理,正站在前所未有的臨界點。氣候變遷導致極端乾旱與洪水頻仍,能源轉型推動水務減碳新壓力,基礎設施老化與人力斷層更使管理挑戰層層疊加、錯綜複雜。在這樣的背景下,「智慧水務(Smart Water)」的興起,不再只是科技導入的口號,而是面對複雜治理挑戰的必要演進。
過去十年,全球水務體系已從自動化進化到智能化,再走向智慧化與治理化,可說是從技術創新到治理轉型。AI、物聯網、數位孿生與大數據分析,讓我們能「看見」水系統的運作、預測未來的變化、甚至主動進行調控。然而,真正的挑戰在於—如何讓這些技術在治理層面被制度化採用,形成可持續運行的決策體系。
《水資源AI賦能實踐:從智慧水務到韌性治理》的焦點,則是將AI技術提升為治理能力,建立智慧水務的政策與組織韌性。本部書旨在回答以下三個核心問題:
1. 如何建構一個具「資料驅動、模型導向、決策協同」的智慧水務治理體系?
2. AI技術如何融入ESG、碳中和與永續水資源政策?
3. 各場域成功案例如何形成可擴散、可複製的韌性治理模式?
本部書分為四個篇章,從趨勢剖析到實踐策略,循序推進:
第一篇 趨勢與願景:從全球浪潮看AI治理新契機
分析氣候風險、SDGs與AI發展趨勢,對照歐美與亞洲的智慧水務政策,說明韌性治理的必然性與發展軌跡。
第二篇 治理與架構:AI治理鏈的形成
提出「Smart Water Governance Framework」—整合技術、制度、人才與法規四軸的治理體系,並剖析資料治理、AI信任機制與跨域決策協同的操作模式。
第三篇 實踐與場域:AI賦能的治理案例
彙整台灣與國際的場域實例,包括智慧加藥、能耗優化、泵站PHM、防災預測與再生水能源協同,展示AI如何支撐治理流程。
第四篇 策略與未來:韌性水資源的治理願景
探討AI與淨零政策的融合、韌性評估指標、跨域共創與產業生態系建構,最後提出「AI治理文化」的概念——讓智慧成為治理的日常。
本部書不僅是技術專書,更是一份「跨層級行動指南」:
· 對決策者:提供政策藍圖與治理評估框架;
· 對產業與工程界:提供AI導入流程與成熟度模型;
· 對研究與學界:提供治理理論與資料倫理案例;
· 對國際合作夥伴:呈現台灣智慧水務治理的實踐典範。
AI的核心不僅是演算法,而是「以資料為基礎的治理思維」。
唯有將AI納入制度設計、標準體系與文化認知中,智慧水務才能成為可持續的國家韌性工程。
我們所面對的水資源問題,不再是單一事件,而是一個動態的、系統性的挑戰。在未來的十年,水資源管理的成敗,將取決於我們能否讓科技、制度與人類智慧共同運作。讓AI成為治理的文化,「從智慧到韌性,從技術到治理」,是這個時代的使命。
「唯有讓AI融入治理,才能讓永續成為現實。」願這本書成為台灣邁向智慧治理與永續水資源轉型的重要里程碑。


◎讓AI成為現場的語言:從技術導入到智慧運行的實踐之路

在多數人眼中,水只是打開水龍頭就會流出的日常。但在水務工程師與操作人員的眼中,每一滴水背後,都是一整套高度複雜、24小時不停機的系統:水庫調度、原水輸送、淨水處理、配水管網、污水與再生水、防洪與抗旱、能耗與碳排、設備維護與韌性治理,缺一不可。
近年來,氣候極端化、都市化與用水型態的劇烈變化,讓這個系統承受前所未有的壓力:
▪暴雨來得又急又猛,排水與防洪壓力倍增;
▪乾旱週期延長,水庫與調度的風險升高;
▪原水水質波動加劇,淨水操作難度增加;
▪管網老化、漏水與無收益水量(Non-Revenue Water, NRW)成為長期痛點;
▪能源與淨零目標推進,水務部門被要求「用更少的能量,提供更穩定的服務」;及
▪人力高齡化,現場經驗面臨傳承斷層等。
這些問題,不再只是「多招幾個人、多買幾台設備」就能解決。我們需要的是:一套可以預測風險、優化操作、減少浪費、提升韌性的新能力。這正是AI與智慧水務存在的價值。
再者,智慧水務的討論愈來愈多。我們看到許多令人期待的關鍵字:機器學習、深度學習、數位孿生、智慧排程、預測性維護……等。但也常看到這樣的遺憾:Demo做得很漂亮,卻無法真正上線運轉;專案結束後,模型沒人維護、資料沒人更新;現場操作人員看不懂,也不敢用;及成效無法量化,難以擴散到更多場域等。換句話說,AI被困在簡報裡。
因此,我在撰寫這部《AI智慧水務場域應用大全:案例・工具・成效》時,特別設定了三個堅持:
1. 所有內容必須建立在真實場域案例上—包含淨水場、配水管網、污水與再生水、防旱、防洪與能源整合等。
2. 每一章都要走完「問題→方法→模型→決策→成效→延伸」六個步驟—不只說技術,更說清楚:為何要做?怎麼做?做完有什麼改變?能不能複製?
3. 所有AI應用,必須放回同一個平台—WaterOps邏輯架構裡—讓讀者看見:這不是數個零散的專案,而是一套可以堆疊與擴散的能力。
同時,我想處理的是更直接的一個問題:「在水廠、管網、防災現場,AI到底可以怎麼落地?可以帶來多少看得見的成效?」因此,刻意避開純理論堆疊,而選擇從場域與模組出發,包括:
▪在淨水場:用AI加藥,讓濁度控制更精準、藥耗更節省;
▪在污水場:用AI曝氣控制,讓能耗下降、碳排減少;
▪在管網:用AI檢漏與壓力管理,主動找出問題、減少NRW;
▪在設備:用PHM與預測性維護,降低停機與維修成本;
▪在再生水:用多目標最佳化,同時兼顧水質、產量與能源;
▪在防旱防洪:用RNN、LSTM與強化學習,提前預測、優化調度;及
▪在能源與碳排:用AI能耗模型連結ESG與淨零治理目標等。
讀完之後,你應該能回答三個很實際的問題:
1. 這個AI應用,是解決什麼痛點?
2. 如果要在我的場域導入,需要準備哪些資料與條件?
3. 成效要如何量化?要怎麼跟長官/業主說明?


以上內容節錄自《AI賦能水資源治理三部曲》卓伯全◎著.基士德環科股份有限公司出版
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