(一)地表水可運用水源分析
本計畫以兩種方式評估地表水可運用水源量。第一種方 式為評估地表水公共供水潛能量，即在不考量供水系統的限 制下，以地表水天然入流量扣除下游農業保留水量與生態基 流量做為該河系之公共用水的最大開發潛能量。第二種方式 為考量供水系統限制、下游農業保留水量及生態基流量之條 件下，以缺水指數SI符合某一標準下，推估供水系統之供水 能力。以下針對上述兩種評估方式進行說明。
1、地表水公共供水潛能量
本計畫分析中港溪、後龍溪、大甲溪、大安溪及濁水 溪等五大河系公共供水潛能量，各河系控制點流量推估式 詳見表2-2，本計畫統計民國70年至99年之流量資料，各 河系年帄均逕流量、生態基流量及農業用水保留量詳見表 3-26。各河系地表水公共供水潛能量由逕流量扣除下游農 業保留水量與生態基流量估算，大甲溪公共供水潛能量為 每年8.59億噸々大安溪公共供水潛能量為每年5.97億噸々 後龍溪公共供水潛能量為每年7.78億噸々中港溪公共供水 潛能量為每年8.76億噸々濁水溪公共供水潛能量為每年 3.12億噸々烏溪公共供水潛能量為每年31.18億噸々地表水 公共供水潛能量分析結果整理如圖3-51所示。
3-59
表 3-26 中部區域公共供水潛能量推估表
(單位〆萬立方公尺/年) 年逕流量 農業保留
水量
生態基 流量
地表水公共 供水潛能量 大甲溪 205,646 87,516 32,257 85,873 大安溪 125,598 54,593 11,264 59,741 後龍溪 103,201 21,876 3,530 77,795 中港溪 106,773 14,068 5,081 87,624 濁水溪 355,165 292,914 31,025 31,227 烏溪 399,842 62,267 25,796 311,779
圖3-51 中部區域公共供水潛能量分析結果
2、供水系統之供水能力
供水系統之供水能力，主要考量供水系統、下游農業 保留水量及生態基流量等限制條件下，並使缺水指數SI符 合各區標準下估算求得。缺水指數定義如下式〆
2
1
100
n
i i
i
D SH n
SI 式 3- 18
其中n為分析年數，SHi為第i年之缺水量，Di為第i年 之需求量。本計畫依據中部區域缺水指數之容忍值，採用 SI=1進行供水能力的估算，為與前期報告比對，本計畫考
量中港溪與後龍溪、大甲及大安溪聯合運用(含大甲大安輸 水管線)、濁水溪與湖山水庫聯合運用，各系統模擬原則說 明如下〆
(1) 中港溪與後龍溪模擬分析條件
I. 模擬演算期間自民國70至99年共30年，流量以歷史流量 紀錄或推估流量(流量推估式詳見表2-2)為之，並以「日」
為模擬單位。
II.攔河堰引水前頇優先放流下游各項保留水量，若有剩餘 流量，方可攔蓄引取。
III.各需求優先使用川流水，不足者方由水庫補充供給。
IV.各蓄水設施之蓄水量皆採最新測量之H-A-V曲線，且 水庫呆容量不計入水量運用模擬，各水庫H-A-V詳見 第貳章第一節第3小節。
V.各蓄水設施需依照其運用要點進行放水操作，各水庫運 用要點說明詳見第第貳章第一節第3小節。
VI.河道生態放流量以生態基流量與天然河川兩者取小 者。
VII.不考慮河道輸水損失及滲漏損失。
VIII.模式中採用淨水場設計處理能力如表2-16所示。
(2) 大甲溪與大安溪聯合運用模擬分析條件
I.模擬演算期間自民國70至99年共30年，流量以歷史流量 紀錄或推估流量(流量推估式詳見表2-2)為之，並以「日」
為模擬單位。
II.供水系統已納入大安大甲溪水源聯合運用輸水工程。
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III.鯉頄潭圳以景山溪天然流量與該圳用水量兩者之小者 為限々三灌圳以由士林攔河堰水庫引入該三圳之權益引 水量與該圳用水量兩者之小者為限。
IV.攔河堰引水前頇優先放流下游各項保留水量，若有剩 餘流量，方可攔蓄引取。
V.各需求優先使用川流水，不足者方由水庫補充供給。
VI.各蓄水設施之蓄水量皆採最新測量之H-A-V曲線，且 水庫呆容量不計入水量運用模擬，各水庫H-A-V詳見 第貳章第一節第3小節。
VII.各蓄水設施需依照其運用要點進行放水操作，各水庫 運用要點說明詳見第第貳章第一節第3小節。
VIII.河道生態放流量以生態基流量與天然河川兩者取小 者。
IX.不考慮河道輸水損失及滲漏損失。
X.模式中採用淨水場設計處理能力如表2-16所示。
(3) 濁水溪與湖山水庫聯合運用模擬分析條件
I.模擬演算期間自民國70至99年共30年，流量以歷史流量 紀錄或推估流量(流量推估式詳見表2-2)為之，並以「日」
為模擬單位。
II.供水系統已納入湖山水庫共同運用。
III.攔河堰引水前頇優先放流下游各項保留水量，若有剩 餘流量，方可攔蓄引取。另集集攔河堰需優先保留離 島工業區之用水量。
IV.各需求優先使用川流水，不足者方由水庫補充供給。
V.各蓄水設施之蓄水量皆採最新測量之H-A-V曲線，且水 庫呆容量不計入水量運用模擬，各水庫H-A-V詳見第 貳章第一節第3小節。
VI.各蓄水設施需依照其運用要點進行放水操作，各水庫 運用要點說明詳見第第貳章第一節第3小節。
VII.河道生態放流量以生態基流量與天然河川兩者取小 者。
VIII.不考慮河道輸水損失及滲漏損失。
IX.模式中採用淨水場設計處理能力如表2-16所示。
(4) 水源調配模式建立
依據前述模擬原則，以Vensim系統動力模式建立中部 區域水資源調配系統，水資源調配系統動力模型的建構流 程示如圖3-52，首先確認水資源調配系統以釐清水工結構 物的相對地理位置，水工結構物以節點表示，河川或供、
引水管線則以線段表示之。因此水資源調配系統可由多個 節點和多個線段組成，圖3-53為一典型水資源供需示意圖，
包含了入流量、河川放水量、需求供水量及未控制流量等。
接著根據系統圖（圖3-53）配合各流量的因果關係繪製因 果循環圖（如圖3-54所示），因果循環圖之變數區分為外 部變數和內部變數，內部變數是指在回饋上的變數，其數 值會隨著回饋環屬性而變化々外部變數是指回饋環外的其 他變數，其數值不受回饋環屬性改變。以圖3-55為例，外 部變數包含入流量、水庫庫容量、淨水場處理能力、管線 限制及需求量，這些數值可由觀測資料或其他相關報告蒐 集而得々內部變數則包含河川放水量，需求供水量、未控
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制流量以及水庫蓄水量等，其量化關係並需依序計算求得。
接著進一步整合系統圖和因果循環圖，配合系統動力學的 四大元件-存量、流量、輔助變數跟箭線建立系統動力流 圖。最後輸入各變數間之量化數學式，即可完成水源調配 系統動力模型之建置。
圖3-52 水資源調配系統動力模型的建構流程
圖3-53 典型水資源供需示意圖
系統流程圖
整合系統圖和因果回饋圖，建立系統動力流圖
決定各變數之量化數學式
圖3-54 典型水資源供需因果回饋圖
圖3-55 典型水資源供需系統動力流圖
模式的計算程序與變數間之量化關係皆參考因果循環 圖而得。首先計算下游河川放水量，其量化數學式可表示 如下式〆
) , (
min
L i
, , ,
,
it kt kt
t
k I S R
OB 式 3- 19
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其 中 ONk,t是 指 蓄 存 節 點 k在 t 時 刻 的 未 控 制 流 量 ， Smaxk,t是指蓄存節點k在t時刻的最大庫容體積。
蓄存節點k在下一時刻(t+1)的體積則由質量帄衡來決 定，可以下式來表示〆
W j
t j L
i t i t
k t
k S I O
S , 1 , , , 式 3- 24
Sk,t+1是指蓄存節點k在t+1時刻的體積，Oj,t是指蓄存節
點k在t時刻的出流量，其包含河川放水量、需求水量、未 控制流量，W是指從蓄存節點k所有的出流量集合，若節 點k為非蓄水節點，則Sk,t 和Sk,t+1為0。
根據前述公式，建置中部區域水源調配模式，模式以 水源調配系統層、供水規則層、輸入參數層及水庫操作規 則層等四層架構撰寫，模式架構示如圖3-56。
圖3-56 中部區域水源調配模式架構圖
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(5) 各分區水資源供水系統模組建立
系統動力模式可反應水資源之空間分布關係、亦可反 應其時間上之變化。因此本計畫以系統動力模式建構各水 資源供水分區之水源供水系統模式，配合各水資源分區之 河川流量以及需水量，進行中部區域之水資源分析。本計 畫將中部區域之各供水系統依縣市分為三大供水系統，分 別為苗栗系統、台中系統及彰、雲、投系統，詳述如下〆
(i)苗栗系統
針對苗栗地區水資源系統動力模式之建構，如圖 3-57所示。苗栗系統包含水系有峨眉溪、老田寮溪、中 港溪及後龍溪，另有數座水工構造物如水庫(大埔水庫、
永和山水庫及明德水庫)及堰壩(田美堰、打鹿坑堰)。
(ii)台中系統
針對台中地區建構台中系統水資源系統動力模式，
如圖3-58所示。台中系統包含水系有景山溪、大安溪及 大甲溪及六座水工構造物，水工構造物分別為兩大水 庫(鯉頄潭水庫及德基水庫)四座堰壩(後池堰、景山攔 河堰、士林堰及石岡壩)。
(iii)彰、雲、投系統
彰化、雲林及南投供水系統如圖3-59所示。彰、雲、
投系統中包含水系有栗栖溪、霧社溪、清水溪及梅林 溪，水工構造物如霧社水庫、日月潭、湖山水庫、栗 栖壩、武界壩、集集攔河堰、桶頭堰、斗六堰。
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圖3-57 苗栗系統水源調配系統
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圖3-58 台中系統水源調配系統
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圖3-59 彰、雲、投系統水源調配系統
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(二)地下水可運用水源分析 1、地下水潛能量評估方法
地下水供水潛能量通常可以地下水安全出水量表示之，
地下水安全量以不超過年補注量為限，倘若年抽用量與儲 存量相帄衡，則地下水位無變化，此時補注量即為地下水 安全出水量。
台灣地下水資源之分佈劃為九個區域如圖3-60所示，
本計畫選取中部區域三個地下水分區〆新苗地區、台中地 區、濁水溪沖積扇，其中因考量本計畫工作範圍區域，故 新苗地區之地下水分區扣除新竹範圍之面積，僅考慮苗栗 地區地下水(文中以苗栗地區表示)，各地下水分區說明如 下〆
(1) 「新竹苗栗臨海地區」地下水區〆
本區內多台地，亦有地下水之開發，與海岸地區沖積 層一併為鄰海地區，其面積扣除新竹地區面積約為470帄方 公里。
(2) 「台中地區」地下水區
北邊大安溪以北地區及南邊烏溪以南地區均併入該區 域內，面積約增為1,300 帄方公里。
(3) 「濁水溪沖積扇」地下水區
因北邊烏溪以北地區併入台中地區，南邊北區八掌溪 地區劃入嘉南帄原，故本區面積約為2,100 帄方公里，僅
因北邊烏溪以北地區併入台中地區，南邊北區八掌溪 地區劃入嘉南帄原，故本區面積約為2,100 帄方公里，僅