模式驗證

首先先定義出整個水資源系統範圍後，界定出系統之內的各原件相互關係，

再輔以數學函數關系方程式用以描述真實情況後，便可建立一水資源系統動力模 式；由於歷史資料取得的關係，新店溪及大漢溪水資源系統所需用到的流量資料 以1991-1999 年涵蓋最完整，故模擬驗證的年份為 1991-1999 年，模式需輸入各 河川之流量，新店溪上游之北勢溪採用翡翠水庫入流量，南勢溪採用福山流量站 之流量，另外側流量部分，根據林俊宏(1999)「區域水資源調配空間決策支援系 統建立之研究」所推估出來的數據，直潭壩與青潭堰之間之側流量為0.124 翡翠 水庫入流量+0.1 福山站流量。大漢溪上游則採用石門水庫入流量，石門水庫與鳶 山堰側流量為0.113 石門水庫入流量，需水量相關參數資料則以臺北自來水事業 處統計年報及臺灣省自來水公司統計年報所記錄之資料為準。

將流量輸入模式後，模式中各取水設施原件會根據需水量模式所推算出需水 量來決定所取水量，並且操作的方式與現實情況相同，為了要驗證模式是否能合 理的反映出水資源系統之操作特性，本研究採用在進行完各取水行為後之下游流 量測站進行驗證，新店溪部分採用秀朗水文測站之歷史流量記錄，大漢溪則採用 三鶯橋水文測站之歷史流量記錄，各相關位置如圖3-11 所示。

圖3-11、水文測站與各水工結構物相關位置示意圖

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1 17 33 49 65 81 97 113 129 145 161 177 193 209 225 241 257 273 289 305 321 旬

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歷史 模擬

圖3-12、新店溪歷史與模擬逐旬流量驗證結果圖

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1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106

月

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歷史 模擬

圖3-13、新店溪歷史與模擬逐月流量驗證結果圖

新店溪模擬之日流量結果經整理成旬資料與月資料後，表示如圖3-12、圖 3-13，模擬驗證年份為 1991-1999 年。

除了利用下游水文流量測站之歷史流量作驗證之外，本研究還將翡翠水庫歷 史放流量與模式模擬出來之放流量作驗證，如圖3-14。

0 5000 10000 15000 20000 25000

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 月

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歷史 模擬

圖3-14、翡翠水庫歷史與模擬逐月放流量驗證結果圖

大漢溪模擬之日流量結果經整理成旬資料與月資料後，表示如圖3-15、圖 3-16，模擬驗證年份為 1991-1999 年。

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000

1 15 29 43 57 71 85 99 113 127 141 155 169 183 197 211 225 239 253 267 281 295 309 323 旬

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歷史 模擬

圖3-15、大漢溪歷史與模擬逐旬流量驗證結果圖

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1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 月

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歷史 模擬

圖3-16、大漢溪歷史與模擬逐月流量驗證結果圖

石門水庫歷史放流量與模式模擬出來之放流量驗證結果如圖3-17 所示。

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 8000 9000

1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96 101 106 月

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實際 模擬

圖3-17、石門水庫歷史與模擬逐月放流量驗證結果圖

由驗證結果顯示，不論是歷史流量與模擬流量或者是水庫歷史放流量與模式 根據水庫操作方式所模擬出來之模擬放流量，其變化趨勢相同，代表本研究將實 際水資源系統轉換成系統動力模式後，本模式可以合理且正確的反映出水資源系 統之操作特性，唯一較大的誤差來源是來自新店溪流量驗證及翡翠水庫放水量驗

證有一時間點歷史值比模擬值來得相當多，其時間點大致於1998 年 10 月份時，

經由調查之後，1998 年 10 月 14 日至 16 日有強烈颱風瑞伯侵襲臺灣，瑞伯颱風 挾帶強風豪雨過境，造成全省災情不斷，相隔不到十天又一中度颱風芭比絲侵襲 臺灣，由於受到颱風外圍環流及東北季風雙重影響，引發北部及東北部地區嚴重 豪雨，鐵公路交通因多處地區積水或坍方而中斷。由於本模式並未考慮防洪操 作，無法針對水庫之排洪量進行模擬，使得高流量時誤差較大，但本研究主要目 的是在探討水資源使用之情形，排洪的水量對於下游用水區使用水資源的情形並 無太大影響，這一點是值得說明的。另外除了水庫防洪功能會造成模式的誤差之 外，其它誤差主要的因素可能還包括：

1.水平衡之關係

本模式最初輸入的資料為上游水量資料，透過各個不同水利設施的操作方 式，將水送至各用水區，中間雖有加入河川側流量來修正流量，但由於在實際河 道中，水之流入(Input)並非只有上游流量和側流量，流出(Output)則並非只有取 水量，在河道上之降雨量、地下流入地表之水量、地表流入地下水之水量、浮流 水、蒸發散量等，這些量的大小並非固定值，且都會影響到河道上實際流量，因 此本模式仍有部分無法完全反應，造成實際流量與模擬流量存在著誤差。

水文流量測站之位置也有關係，雖然各河川之主流、支流、側流量係以流量 測站之流量資料，再按照集水面積等比例求得，但是這樣的假設還是與實際流況 還是有所差異，造成誤差的來源。

2.需水量

各用水區的總需水量是利用各個不同需水參數所推估出來，如用水區總人口 數、普及率、售水率、每人每日用水量，但在真實用戶用水的情況並非如此單純，

用水區總人口數本身就非一精確的數值，售水率、普及率等也只是自來水公司所 計算出來的統計資料，每人每日用水量也只是以一平均值來代替，這些都會對驗 證結果造成一定的誤差。

3.水庫放水方式

另外水庫的放水方式雖然本研究之模式完全依據水庫之操作規線及放水規 則來進行放水，然而在真實的情形之下，翡翠水庫放水方式，是經由臺北自來水 事業處先判定今日南勢溪的流量是否符合需水量，若不足再通知翡翠水庫管理局 放水，向翡翠水庫購買水量，來滿足用水區之用水；石門水庫則是根據下游實際

需求量來進行放水，因此造成模式中的一些誤差，但趨勢仍為一致，依然可以合 理的反應水資源系統之操作特性。