第 三章 模式應用
3.4 休耕 優 選模式 之 應用
3.4.1 情境一 運 用結果 與 分析
本 研 究 情 境 一 是 基 於 現 況 不 休 耕 下 之 情 形 為 比 較 考 量 之 基 準 ， 為 確 立 休 耕 優 選 模 式 可 以 更 貼 近 彰 化 及 雲 林 實 際 耕 作 之 現 況 ； 本 研 究 在 情 境 一 中 採 用 比 流 量 法 ， 即 利 用 已 知 測 站 之 天 然 流 量 推 求 未 知 測 站 之 天 然 流 量 ， 本 研 究 透 過 比 流 量 法 推 求 所 得 到 集 集 攔 河 堰 之 歷 史 天 然 入 流 量 ， 將 之 輸 入 本 研 究 優選 模式 中，用以 驗 證本研 究 之優選 模 式是否 可以 掌握該區(彰化及雲 林 濁幹 線 區域 )農業用水之調配供灌特性，以提 高並確立休耕優選模式之可 信 度 。 而 本 研 究 所 應 用 之 比 流 量 法 ， 乃 是 由 集 集 攔 河 堰 上 游 之 玉 峰 大 橋 測 站 ， 利 用 該 測 站 歷 史 入 流 量 透 過 集 水 區 面 積 轉 換 推 求 下 游 集 集 攔 河 堰 之 流 量 。 本 研 究 在 確 立 優 選 模 式 之 可 信 度 後 ， 遂 將 優 選 模 式 加 入 農 業 三 生 考 量 並 令 其 三 生 效 益 最 大 化 為 目 標 方 程 式 ， 其 流 程 如 圖 3.15所 示 。 其 中 三 生 效 益 之 生 產 效 益 即 為 我 們 一 般 大 眾 所 知 之 農 業 稻 米 產 值 效 益 ； 而 在 生 活 效 益 方 面 上 透 過 農 田 水 稻 的 種 植 ， 為 種 植 區 域 帶 來 溫 室 氣 體 之 調 節 、 氧 氣 增 量 效 果 以 及 對 水 中 生 物 耗 氧 量 之 BOD指 數 亦 有 降 低 之 功 效 ； 在 生 態 方 面 ， 水 田 區 域 對 於 洪 水 來 襲 時 還 有 調 蓄 洪 水 之 作 用 ， 本 研 究 情 境 一 中 主 要 為 評 估 農 業 三 生 加 入 前 後 效 益 之 差 異 ； 透 過 加 入 農 業 三 生 效 益 之 成 本 係 數 (cost coefficient)， 而 使 本 研 究 之 優 化 模 式 輸 出 目 標 函 數 之 最 佳 效 益 ， 將 休 耕 優 選 模 式 輸出之結果與 現 況(不休耕情形)，比較僅有生產效益以及加入農業三 生 效益 加以探討 比較。 情 境一 輸出之 結 果及圖 表詳述如后 。
下 圖 中 之 條 狀 圖 顯 示 ， 歷 年 耕 作 面 積 與 休 耕 優 選 模 式 之 結 果 相 近 ， 即 本 模 式 確 實 可 以 實 際 掌 握 該 區 之 用 水 特 性 ； 而 圖 中 之 一 期 作 與 二 期 作 面 積 之 差 值 主 要 受 雲 林 輪 作 制 度 之 影 響 ， 由 於 受 天 然 氣 候 條 件 影 響 ， 一 期 作 期 間 可 供 灌 溉 之 入 流 量 較 相 較 於 二 期 作 間 常 有 颱 風 經 過 補 充 降 水 來 的 少 ， 故 形 成 雲 林 地 區 濁 幹 線 之 水 稻 田 僅 施 行 單 期 作 是 為 二 期 作 ， 因 引 用 濁 幹 線 水 量 灌 溉 之 面 積 龐 大 ， 故 使 此 圖 表 型 成 一 高 一 低 之 趨 勢 ， 但 透 過 圖 3.16可 確 定 本 模 式 確 實 已 經 掌 握 該 區 之 用 水 特 性 。 其 詳 細 歷 史 灌 溉 面 積 與 休 耕 優 選 模 式 所得 之灌溉面積 ， 如 表 3.8與表3.9所示。
49
圖3.15 情境一流程圖 蒐集集集攔河堰供水量
及彰雲灌區用水規則
建立輸水損失優選模式(NLP)
歷史資料驗證
優選模式之建立
透過休耕優選模式 推估現況效益
情境一
結果輸出
50
圖3.16 歷年耕作面積與模式面積比較圖
表3.8 濁水溪區域歷年耕作面積表
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園
2002 1 1674 17578 15106 1672 395 0 2768 126
2003 1 1632 17426 15190 1844 394 0 2793 128
2004 1 1632 17456 17169 0 393 0 2793 128
2005 1 1632 17432 16222 1623 0 0 2793 128
2006 1 1632 17409 16178 0 393 0 0 0
2007 1 1611 17365 16256 0 393 0 0 0
2008 1 1611 17377 16260 1933 393 0 2782 130
2002 2 1674 17577 15106 4578 924 49957 2793 115
2003 2 1632 17427 15191 4323 921 49900 2240 115
2004 2 1632 17452 16263 0 918 49356 2258 115
2005 2 1632 17431 16113 0 918 49089 2299 115
2006 2 1622 17350 16256 0 918 31674 0 0
2007 2 1611 17369 16270 0 918 43525 2782 233
2008 2 1614 17376 16261 4304 918 45583 2782 130
單位:公頃(ha)
51
2002 2 1674 17577 15106 3632 924 49957 2793 115
2003 2 1632 14605 12156 4200 829 47313 988 115
2004 2 1632 17452 16263 0 711 49356 2258 115
2005 2 1632 17431 14300 0 719 49089 2299 115
2006 2 1622 17350 15650 0 776 31674 0 0
2007 2 1611 16925 14629 0 918 43525 2782 233
2008 2 1614 17376 15361 4023 918 45583 2782 130
單位:公頃(ha)
911 912 921 922 931 932 941 942 951 952 961 962 971 972 單
52
本 研 究 在 確 立 休 耕 優 選 模 式 已 經 實 際 掌 握 該 區 之 用 水 特 性 後 ， 遂 將 農 業 三 生 效 益 加 入 本 研 究 之 休 耕 優 選 模 式 中 考 量 ， 並 將 其 效 益 統 計 輸 出 後 ， 各效 益 所佔 之百 分比 以 圖3.18表示。
圖3.18 情境一各項效益比例表
由 上 述 之 比 例 圖 中 可 以 發 現 ， 以 往 農 業 效 益 評 估 著 重 之 生 產 值 效 益 ， 所 佔 比 例 相 較 於 總 體 可 評 估 效 益 而 言 有 偏 低 之 現 象 ， 僅 佔 本 研 究 區 域 總 效 益 的 24%； 以 往 被 忽 略 的 各 項 農 業 生 活 與 生 態 效 益 所 佔 之 比 例 相 對 於 農 業 稻 米 產 值 卻 高 出 許 多 ， 由 農 業 所 帶 來 之 生 活 與 生 態 效 益 之 和 佔 總 效 益 的 76%。 三 生 效 益 之 中 以 種 植 水 田 透 過 光 合 作 用 之 進 行 帶 來 的 氧 氣 生 產 之 效 益 位 居 調 節 三 生 效 益 之 第 一 ， 佔 有 整 體 效 益 之 56%； 而 種 植 水 田 對 溫 室 氣 體 二 氧 化 碳 雖 有 調 節 作 用 ， 但 種 植 水 田 亦 會 帶 來 沼 氣 負 面 效 益 ， 兩 者 效 益 相 互 消 長 後 ， 使 溫 室 氣 體 調 節 效 益 位 居 調 節 三 生 效 益 之 第 二 位 ； 相 較 於 其 他 三 生 效 益 ， 以 往 吾 人 熟 知 之 農 業 稻 米 產 值 效 益 僅 居 總 效 益 之 第 三 位 ， 所 佔 比 例為 24%，其各灌區歷年三生總效益如 表3.10所示，而各灌區之各項三 生 效 益如 以下列 表 (詳見表3.13、表3.14、表3.15、表3.13、表3.14及表3.15) 所 示。
16%
56%
0%
4%
24% 溫室氣體之效益
氧氣產生之效益
BOD去除量之效益
留蓄洪水之效益
稻米產值之效益
53
表3.10 休耕優選模式所得總效益之效益表
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園 2002 1 8.76 91.93 78.55 8.73 2.06 0.00 14.46 0.21 2003 1 8.54 91.14 79.45 9.63 2.06 0.00 14.59 0.67 2004 1 8.54 91.30 89.80 0.00 2.05 0.00 14.59 0.67 2005 1 8.54 91.17 72.90 8.48 0.00 0.00 14.59 -0.01 2006 1 8.54 90.91 64.43 0.00 2.05 0.00 0.00 0.00 2007 1 8.43 90.82 74.78 0.00 2.05 0.00 0.00 0.00 2008 1 8.43 90.88 64.44 0.51 2.05 0.00 14.53 0.68 2002 2 7.18 75.44 64.83 15.33 4.01 216.72 10.55 -0.04 2003 2 7.00 54.38 35.13 18.16 2.30 204.08 0.33 -0.04 2004 2 7.00 74.90 69.80 0.00 2.99 214.11 9.80 0.50 2005 2 7.00 74.81 60.56 0.00 3.03 212.95 9.97 0.50 2006 2 6.96 74.46 66.89 0.00 3.30 137.40 0.00 0.00 2007 2 6.91 72.44 60.79 0.00 3.98 188.81 9.32 -0.10 2008 2 6.93 74.57 48.41 17.32 3.98 197.74 1.04 -0.06 單位:億元
表3.11 各灌區二氧化碳(CO2)調節之效益
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園
2002 1 2.11 22.17 18.95 2.11 0.50 0.00 3.49 0.06
2003 1 2.06 21.98 19.16 2.33 0.50 0.00 3.52 0.16
2004 1 2.06 22.02 21.65 0.00 0.50 0.00 3.52 0.16
2005 1 2.06 21.99 17.81 2.05 0.00 0.00 3.52 0.01
2006 1 2.06 21.93 15.92 0.00 0.50 0.00 0.00 0.00
2007 1 2.03 21.90 18.23 0.00 0.50 0.00 0.00 0.00
2008 1 2.03 21.92 15.93 0.31 0.50 0.00 3.51 0.16
2002 2 1.89 19.84 17.05 4.10 1.04 56.40 2.78 0.00
2003 2 1.84 14.82 9.99 4.74 0.64 53.41 0.32 0.00
2004 2 1.84 19.70 18.36 0.00 0.80 55.72 2.55 0.13
2005 2 1.84 19.68 16.14 0.00 0.81 55.42 2.60 0.13
2006 2 1.83 19.59 17.67 0.00 0.88 35.76 0.00 0.00
2007 2 1.82 19.11 16.22 0.00 1.04 49.14 2.49 0.00
2008 2 1.82 19.62 13.27 4.54 1.04 51.46 0.54 0.00
單位:億元
54
表3.12 各灌區甲烷(CH4)減少之效益
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園
2002 1 5.52 57.95 49.54 6.81 1.61 0.00 11.28 0.19
2003 1 5.38 57.45 50.08 7.51 1.61 0.00 11.38 0.52
2004 1 5.38 57.55 56.60 0.00 1.60 0.00 11.38 0.52
2005 1 5.38 57.47 46.55 6.61 0.00 0.00 11.38 0.03
2006 1 5.38 57.31 41.62 0.00 1.60 0.00 0.00 0.00
2007 1 5.31 57.25 47.65 0.00 1.60 0.00 0.00 0.00
2008 1 5.31 57.29 41.65 0.99 1.60 0.00 11.34 0.53
2002 2 92.40 970.17 833.78 183.66 46.72 2526.08 124.65 0.16 2003 2 90.08 724.34 488.51 212.37 28.70 2392.40 14.12 0.14
2004 2 90.08 963.27 897.65 0.00 35.95 2495.69 114.18 5.81
2005 2 90.08 962.11 789.30 0.00 36.34 2482.19 116.25 5.81
2006 2 89.53 957.64 863.79 0.00 39.26 1601.60 0.00 0.00
2007 2 88.92 934.20 792.84 0.00 46.42 2200.84 111.68 0.00
2008 2 89.09 959.08 648.69 203.42 46.42 2304.91 24.18 0.00 單位:百萬元
表3.13 各灌區氧氣(O2)調節之效益
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園
2002 1 4.54 47.71 40.79 4.54 1.07 0.00 7.51 0.13
2003 1 4.43 47.30 41.23 5.01 1.07 0.00 7.58 0.35
2004 1 4.43 47.38 46.60 0.00 1.07 0.00 7.58 0.35
2005 1 4.43 47.32 38.33 4.41 0.00 0.00 7.58 0.02
2006 1 4.43 47.19 34.27 0.00 1.07 0.00 0.00 0.00
2007 1 4.37 47.14 39.23 0.00 1.07 0.00 0.00 0.00
2008 1 4.37 47.17 34.29 0.66 1.07 0.00 7.55 0.35
2002 2 4.06 42.66 36.67 8.82 2.24 121.26 5.98 0.01
2003 2 3.96 31.85 21.48 10.19 1.38 114.84 0.68 0.01
2004 2 3.96 42.36 39.48 0.00 1.73 119.80 5.48 0.28
2005 2 3.96 42.31 34.71 0.00 1.74 119.15 5.58 0.28
2006 2 3.94 42.11 37.99 0.00 1.88 76.88 0.00 0.00
2007 2 3.91 41.08 34.87 0.00 2.23 105.65 5.36 0.00
2008 2 3.92 42.18 28.53 9.76 2.23 110.64 1.16 0.00
單位:億元
55
表3.14 各灌區生物去除量(BOD)調節之效益
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園
2002 1 0.43 4.52 3.87 0.43 0.10 0.00 0.71 0.01
2003 1 0.42 4.49 3.91 0.47 0.10 0.00 0.72 0.03
2004 1 0.42 4.49 4.42 0.00 0.10 0.00 0.72 0.03
2005 1 0.42 4.49 3.63 0.42 0.00 0.00 0.72 0.00
2006 1 0.42 4.47 3.25 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00
2007 1 0.41 4.47 3.72 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00
2008 1 0.41 4.47 3.25 0.06 0.10 0.00 0.72 0.03
2002 2 0.43 4.52 3.89 0.93 0.24 12.86 0.63 0.00
2003 2 0.42 3.38 2.28 1.08 0.15 12.18 0.07 0.00
2004 2 0.42 4.49 4.19 0.00 0.18 12.71 0.58 0.03
2005 2 0.42 4.49 3.68 0.00 0.19 12.64 0.59 0.03
2006 2 0.42 4.47 4.03 0.00 0.20 8.15 0.00 0.00
2007 2 0.41 4.36 3.70 0.00 0.24 11.20 0.57 0.00
2008 2 0.42 4.47 3.03 1.04 0.24 11.73 0.12 0.00
單位:百萬元
表3.15 各灌區調蓄洪水之效益
年 別 期 別 同 源 八 堲 莿 仔 埤 斗 六 林 內 濁 幹 線 鹿 場 課 麻 園 2002 1 30.94 324.93 279.51 30.91 7.30 0.00 51.17 2.60 2003 1 30.17 322.12 280.79 34.09 7.28 0.00 51.63 2.37 2004 1 30.17 322.68 317.37 0.00 7.26 0.00 51.63 2.37 2005 1 30.17 322.23 306.94 30.00 0.00 0.00 51.63 2.77 2006 1 30.17 321.89 311.01 0.00 7.26 0.00 0.00 0.00 2007 1 29.78 320.99 306.56 0.00 7.26 0.00 0.00 0.00 2008 1 29.78 321.22 312.77 41.42 7.26 0.00 51.43 2.40 2002 2 30.94 324.91 279.24 87.81 17.08 923.46 52.73 2.50 2003 2 30.17 336.62 302.14 80.32 18.21 931.11 48.00 2.50 2004 2 30.17 322.60 300.62 0.00 17.67 912.35 41.74 2.13 2005 2 30.17 322.21 303.95 0.00 17.64 907.42 42.50 2.13 2006 2 29.98 320.72 302.53 0.00 17.45 585.50 0.00 0.00 2007 2 29.78 322.56 307.17 0.00 16.97 804.56 53.36 5.09 2008 2 29.83 321.20 315.76 80.51 16.97 842.61 59.18 2.84
單位:百萬元
56