第四章 台中地區水資源調配風險分析
4.3 地表逕流模式檢定與驗證
4.4.2 現況地表水源調配之運用原則
大甲溪和大安溪之水工結構物運用規則說明如下：
1、德基水庫運用要點規定
德基水庫現行發電規線乃以水位進行控制操作(其發電規線如表 4.4.2-1 及圖 4.4.2-1)，然本研究之水量模式以蓄水體積進行模擬演 算，因此規線值必須根據水位－面積－容積曲線(如圖 4.4.2-2 所示) 進行轉換，單位轉換後之發電規線列如表 4.4.2-1 所示。德基水庫運 用原則說明如下：
(1)水庫水位高於運用規線時，以電力系統調度為主，並配合下 游各標的用水需求放水。模擬時尖峰發電所需水量以天輪電廠發電水 路設計量(138 秒立方公尺) 每日滿足尖峰發電 6 小時計算。
(2)水庫水位等於或低於運用規線時，除電力系統處於緊急狀況 外，應配合下游各標的用水需求放水。下游公共用水標的放水量以目 前豐原淨水場處理能力85 萬 CMD 為限。
2、石岡壩運用原則
台中地區之公共用水係透過南幹渠向石岡壩取水，石岡壩水量 之來源如下：
(1)上游德基水庫至石岡壩間之未控制流量。
(2)德基水庫配合供水計畫，為滿足需求所釋放之水量。
(3)德基水庫依照台電公司發電計畫而發電之尾水量。
3、豐原淨水場處理說明
豐原淨水場 921 震災前其設計處理能力為 130 萬 CMD，九二一 震災後為穩定供水目前處理能力為85 萬 CMD，因此本研究之模擬皆
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以處理能力85 萬 CMD 為其模擬條件。
4、士林攔河堰之操作原則
(1)天然進流量扣除下游保留流量後小於
35 cms 時，依台電公司
調度處之調度作每日調節運用，配合發電引水。(2)天然進流量小於 600 cms 並扣除下游保留流量後大於
35 cms
時，得視需要調節士林壩水位，以設計引水量35 cms 引水。
(3)天然進流量大於 600 cms 時，應停止引水。
(4)鯉魚潭水庫進行檢查、維修時，應配合減少引水或停止引水；
鯉魚潭水庫進行防洪運轉或緊急操作時，應停止引水。
(5)壩、引水隧道及相關設施，因維修、檢查、緊急事故或天災 等，本壩得停止蓄水或引水。
5、鯉魚潭水庫營運操作原則
鯉魚潭水庫主要透過專管將水送至鯉魚潭淨水場以供應台中地 區公共用水，以供給公共用水為主，不提供農業用水，其下游農業用 水僅能引取天然流量。
鯉魚潭水庫水源來自景山溪及大安溪越域引水，但由於農業各 圳路對於天然流量有優先使用之權力，因此鯉魚潭水庫僅可蓄存天然 流量滿足農業需求後之剩餘流量。由於該系統之農業需求量在天然 (水庫位於圳路取水口上游)或人為(未增加發電效益，將三灌圳之權益 量以越域引水方式送進鯉魚潭水庫)條件影響下皆需經過鯉魚潭水 庫，因此鯉魚潭水庫除每日供應台中公共用水外，亦須將農業需求之 權益水量放出，其放水原則如下：
(1)每日供應景山溪各灌溉圳路需水量，惟依各圳計畫用水量供
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應，但以該日景山溪之天然流量與各圳水權量兩者中較小者為限。
(2)水庫每日供給苑裡圳、日南圳、九張犁圳需水量，惟依各圳 計畫用水量供應，但已由士林調整池引入該三圳之權益引水量與水權 量兩者之小者為限。
6、鯉魚潭淨水場處理說明
鯉魚潭淨水場目前已完成二期擴充，因此現況處理能力為 110 萬 CMD。因此本研究之模擬皆以處理能力 110 萬 CMD 為其模擬條 件。
7、水源運用順序
大甲大安溪聯合營運之水源運用順序是以大甲溪水源先提供，
不足量再由大安溪水源提供。由於各淨水場之原水水源各有不同，故 各淨水場引用水源順序為：豐原淨水場的原水來自石岡壩引水；鯉魚 潭淨水場之原水水源先由石岡壩越域引水提供，最後才由鯉魚潭水庫 提供；后里淨水場之原水水源首先由石岡壩之越域引水提供，人工湖 水源次之，最後才由鯉魚潭水庫提供。
另外需求之滿足順序為先滿足民生用水、其次為農業用水、最 後才滿足工業用水，其中民生用水和工業用水必須經過淨水場處理後 供應，然各淨水場之原水水源各有不同，因此配合水源運用順序和需 求滿足順序，台中民生用水和工業用水之引用水源順序為先由豐原淨 水場提供，不足則由后里淨水場提供，最後才由鯉魚潭供應。
表4.4.2-1 德基水庫發電運轉規線表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213 1415161718 1920212223 2425262728 2930313233 343536 旬別
水位標高(m)
圖4.4.2-1 德基水庫發電運轉規線圖
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0 5000 10000 15000 20000 25000
容積(104 m3) 及輔助變數（Auxiliary），搭配 3.4 節各線段之量化數學關係式，並配 合4.4.2 節之各項水工結構物之水源調配之運用原則，建構出大甲大安
德基水庫 0
匯流點1 0
匯流點2 0
匯流點3 0 supply1 0
supply2 0
supply4 0 overflow 0
士林堰 0
inflow1 0
supply5 0 supply3 0
石岡壩 0 supply6 0
supply7 0 inflow3 0
inflow4 0 inflow5 0
supply10 0
supply12 0
supply13 0
supply14 0 supply15 0
inflow6 0 supply16 0
supply17 0
supply18 0
supply19 0
supply20 0 overflow1 0
supply11 0
supply8 1 0
supply24 0
匯流點8 0 supply9 0
人工湖溢流量 0
supply25 0 overflow2 0
人工湖引水量 0 supply8 2 0
supply21-1 0
supply21-2 0 supply23 0
cross1-1 0 cross1-2 0
cross2-1 0 cross2-2 0
cross3 0 cross4-1 0
cross4-2 0
<overflow規則> <supply1規則>
<supply2規則>
<supply8 2規則>
<supply8 1規則>
<supply25規則>
規則> <supply17規則>
<supply14規則>
inflow7 0
圖4.4.3-1 大甲大安聯合營運之水源調配系統動力模型示意圖
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石岡壩入流量各旬平均值
4.5 水資源調適策略
本研究所研擬的水資源調適策略有三種，分別為越域引水、人 工湖策略與淨水場新增系統，以下將分別詳細介紹各調適策略的相關 資料。
一、越域引水
由於大甲溪系統無論在豐枯水期皆有剩餘流量，為提升大甲溪上 游發電尾水之利用率，預計將大甲溪多餘的發電尾水，引入大安溪流 域，除了供后里圳使用外，亦引水至鯉魚潭淨水場以供台中地區公共 用水使用，將大甲溪剩餘流量以直接輸送或交換用水之方式，直接或 間接的蓄存於鯉魚潭水庫，以增加系統之供水能力。另外配合后里淨 水場的興建，其取水水源亦考量由越域引水渠道增設取水口取水，而 其另一取水來源則來自鯉魚潭水庫。本研究參考「大安溪及大甲溪水 源聯合運用輸水工程規劃」報告，將各管線之流量限制納入系統考 量，此輸水管建議延伸至鯉魚潭淨水場及台中水利會后里圳，以於大 甲溪豐沛時，利用大甲溪川流水交換大安溪后里圳農業用水，並將原 大安溪后里圳灌溉用水蓄存於鯉魚潭水庫。其工程示意圖如圖4.5-1 所示。
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圖 4.5-1 大安溪及大甲溪水源聯合運用輸水工程
二、人工湖
人工湖係指在平原之地面上或地面下建造之人為蓄水設施，一般 位於地勢較平坦之平原區，係以挖掘或挖掘與填築的方式興建，因其 深度不如山區水庫需要廣大的面積，且兼具供水防洪、觀光與地下水 補注的功能故為可行的水資源調適策略。為因應日後中科用水遽增，
須另覓新水源供應。但因現階段水資源政策在考量環保意識高漲，及 水庫推動不易情形下，水利署擬於大甲溪中下游利用休耕農地或公有 地興建平地水庫(人工湖)，擬定台中人工湖策略與初步規劃方案，以 因應台中地區未來之用水需求。其工作範圍為大甲溪流域中下游，主 要行政區域包含台中縣石岡鄉、后里鄉及外埔鄉，初步設計的面積約
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313.4 公頃，總蓄水體積約 2,800 萬立方公尺，保留蓄水體積 262 萬 立方公尺，有效庫容2,577 萬立方公尺，年供水量 7,300 萬立方公尺。
台中人工湖水源演算模擬之系統架構如圖4.5-3 所示。台中人工湖引 水來源為石岡壩剩餘流量，配合大甲大安之水源運用，供應給台中地 區生活用水和工業用水，其供水順序應在現有水源系統(大甲大安系 統)之後。
在規劃開發之初須針對供水效益作為主要評估及考量之重點，其 次才為附屬效益之考慮，如此方符合水源開發之意義。依照系統圖 4.5-3，設計模式承接石岡壩的剩餘流量，超過最大蓄水體積時則有溢 流量流至下游進入台灣海峽。由於未有相關地下水交換量資料，目前 暫以封底看待。
現有水工結構物
圖4.5-3 台中地區考量人工湖、越域引水及淨水場擴增 之水源調配系統圖
三、淨水場擴增
台中地區目前用水需求量為每日130 萬立方公尺，而主要自來水 供水系統為鯉魚潭淨水場規模(每日 110 萬立方公尺)及豐原淨水場規 模(每日 85 萬立方公尺)，在以目前運轉模式看來，兩淨水場似乎互為 備援系統，但限於兩淨水場供水能力不相同，且不足以單獨滿足台中
新增水工結構物 現有管線系統 新增管線系統
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用水需求，充其量僅能說是補助支援系統，一但豐原或鯉魚潭淨水場 任一發生完全無法出水之情形時，僅能以減壓供水或分水供水進行應 變處理，並無備援可言，圖4.5-4 為台中地區水資源系統圖。
因此為了因應台中地區目標年民國110 年每日 202 萬立方公尺用 水需求量，加上保留供應苗栗地區每日20 萬立方公尺，台中地區用 水總需求為每日222 萬立方公尺，「在大甲溪水源運用規劃報告」中 得知，如以 25%備載估算，需擴(新)建淨水場處理能力約須達每日 278 萬立方公尺，因此興建處理高濁度之后里淨水場（每日60～80 萬立 方公尺），期以提高供給能力，並建構多系統與管網系統，確保分擔 風險及備援能力，方能達穩定有效供水之目標。
后里淨水場工程分為兩處淨水場，「后里第一淨水場」需於民國 96 年開始規劃設計，98 年底施工完成民國 99 年運作後可增加處理原 水規模約每日20 萬立方公尺；「后里第二淨水場」需於民國 98 年規 劃設計至民國101 年底完成，民國 102 年運作後可增加處理原水規模 約每日60 萬立方公尺。
圖4.5-4 台中地區水資源系統圖 註：( )內數字係指設施能力，單位萬 CMD。
資料來源：大甲溪水源運用規劃
4.6 水資源調配風險分析
為評估台中地區之缺水情勢及影響程度，本研究以缺水指標評 估指標來表示區域可能遭遇之缺水程度。缺水指數由美國陸軍工兵團
為評估台中地區之缺水情勢及影響程度，本研究以缺水指標評 估指標來表示區域可能遭遇之缺水程度。缺水指數由美國陸軍工兵團