第四章 水庫高濁度供水風險分析
4.1 研究區域概述
石門水庫集水區位於大漢溪中上游段，其庫區位於桃園縣境內，
橫跨龍潭、大溪及復興等3鄉鎮，集水區面積為763.4 平方公里，滿 水位標高為245公尺，在民國96年所量測到的水庫總容量為2.014億立 方公尺。就建設石門水庫而言，主要目的為灌溉、防洪、給水、發電 與觀光等效益，目前石門水庫集水區主要的功能是調節供水與灌溉，
其每日平均由水庫調蓄之供水量約80 萬立方公尺。主要供應台北 縣、桃園縣及新竹縣之用水，而對北部地區農業生產、工業的發展、
人民生活水準的提高，以及防止水旱災害等方面均有重大的貢獻。
一、 流域概述
大漢溪原名大嵙崁溪，位於台灣北部，為淡水河系3大主要支流 之一。東接新店溪流域與蘭陽溪流域，南有大甲溪流域及大安溪流 域，西臨桃園沿海河系流域、鳳山溪流域及頭前溪流域。本溪發源於 品田山，流經新竹縣之尖石鄉、關西鎮與桃園縣之復興鄉、龍潭鄉、
龜山鄉、大溪鎮及台北縣之三峽鎮、鶯歌鎮、樹林鎮、土城鎮、板橋 市、新莊市及三重市，再於江子翠匯入淡水河，幹流長135公里，流 域面積1,163平方公里，平均坡降1/37，其集水區示意圖如圖4.1-1所示。
圖 4.1-1 石門水庫上游集水區示意圖
資料來源：經濟部水利署北部水資源局
該流域之相關水工結構物說明如表4.1-1，此外大漢溪流域之各淨 水場之細部說明詳見表4.1-2。桃園地區主要淨水場出水能力與濁度之 關係分別如表4.1-3所示。大漢溪流域各設施詳細地理位置如圖4.1-2 所示。
表 4.1-1 大漢溪流域之相關水工結構物
表 4.1-2 大漢溪流域之淨水場說明
供水區域 供水淨水場 供水區域 備註
南桃園
石門淨水場 與平鎮淨水場同供水範圍 支援平鎮淨水場供水
平鎮淨水場
平鎮、中壢、新屋、大園、觀 音、楊梅、八德高地地區與新
竹縣(湖口、新豐)
提供南桃園所有工業 區用水
龍潭淨水場 龍潭、大溪與復興部分地區 考量龍潭淨水場擴建
北桃園
大湳淨水場
桃園、龜山、蘆竹、大園(中 正機場一帶)、八德低地地區
與台北縣(林口)
提供北桃園所有工業 區用水
板新淨水場
包括蘆洲、泰山、五股、八里、
樹林、新莊、土城、鶯歌、三 峽、板橋等
經尖山加壓站加壓後 支援北桃園 10 萬 CMD
表 4.1-3 桃園用水區主要淨水場現況處理能力與濁度之關係
單位：CMD 處理能力
濁度(NTU)
大湳淨水 場
平鎮淨水 場
石門淨水 場
龍潭淨水
場 備註
NTU ≤ 1000 300,000 600,000 120,000 50,000 正常供 水 1000<NTU ≤ 2000 250,000 420,000 96,000 40,000 減量供
水 2000<NTU ≤ 5000 150,000 360,000 90,000 37,500 減量供
水 5000<NTU ≤ 10000 70,000 240,000 60,000 25,000 減量供
水
10000<NTU 0 0 0 0 停止供
水 資料來源：台灣省自來水公司第二區管理處提供。
圖 4.1-2 桃園地區各設施詳細地理位置
資料來源：經濟部水利署水文水資源資料管理供應系統
二、 氣象與水文
石門水庫集水區內年平均雨量約在2,300公厘左右，降雨日數以 5~10月降雨日較多，且以6月份最多，11月份最少。本區內月平均溫 度 各 地 均 以 1月 份 時 為 最 低 ， 不 及 150C ， 在 7、 8月 份 較 高 ， 約 240C~270C，平均氣溫約為200C左右。另外，月平均濕度皆在80%以 上，且各地蒸發量大致與月平均氣溫成正比，全年平均蒸發量約在 1,100公厘左右。
三、 地質與土地利用
石門水庫集水區之出露地層，可以屈尺斷層為界，分為東南側雪 山山脈帶之古第三紀岩層及西北側屬西部麓帶之新第三紀岩層。古第 三紀岩層分佈於集水區之東南側，屬輕度變質岩層，岩性以硬頁岩、
板岩及砂岩為主。新第三紀岩層分佈於集水區之大漢溪主支流沿岸地 區及地勢較平緩之台地山麓地帶，膠結程度低，易受風化沖刷。整體 而言，集水區岩性脆弱，劈理、節理及裂縫發達，且經強力擠壓破碎，
加以地勢陡峻，暴雨時易遭沖蝕。
石門水庫集水區之土地利用以國有林班地503.24平方公里為最 廣，佔全集水區面積之69.46%；山地保留地167.88平方公里居次，佔 21.99%；私有地23.5平方公里居第三，佔3.10%；其他用地41.58平方 公里，佔5.45%。其中山地保留地為集水區人為活動最頻繁地區，因 人口急速增加，土地需求殷切，更因溫帶果樹之引進，致超限利用嚴 重，泥砂產量大增，影響水庫淤積及水質。
運管理之原則。然近幾年來，隨著社會經濟產業結構的改變、人口的 增長以及我國加入WTO後農業政策之轉變，石門水庫之營運以及水 資源之調配有所變化。以下分別以灌溉、給水、發電及防洪等主題，
說明石門水庫近年來之營運與水資源調配狀況。
(一) 灌溉
石門水庫灌溉地區包括台北、桃園與新竹等 3 縣共 22 個 鄉鎮，原計畫灌溉面積為 53,661 公頃。然水庫完工以來，隨 著工業發展迅速，農業成本增加，且因工廠、高速公路及國 際機場等設施之興建，原有農地面積逐年減少，造成水庫供 水灌溉面積從 54,540 公頃（民國 55 年)減至 36,500 公頃（民 國 90 年)，而水庫灌溉用水量亦由每年 6.7×108立方公尺減至 每年 4.7×108立方公尺（民國 90 年)，減少之供水量，需調配 予公共給水，以滿足其日漸成長之需求量。
(二) 給水
石門水庫原計畫設計供水量為 25.8 秒立方公尺，其中公 共給水僅佔 1.1 秒立方公尺，而原計畫供水桃園地區 22 個鄉 鎮，隨著社會變遷以及人口成長，工業用水與家庭用水急遽 增加。台灣自來水公司於民國 65 年增設板新供水場，民國 72 年再增設大湳淨水場，使得石門水庫公共給水之供應範圍
年)增加至每年 3.97×108 噸（民國 90 年)，目前石門水庫供應 公共給水及工業用水原水，每日已增至 70 萬餘噸，供應範圍 增至 32 地區，飲用人口增至 180 萬人。
(三) 發電
石門水庫及其上游目前共有石門與義興兩座電廠，其中 石門電廠屬水庫式發電，兼顧長期性系統供電安全，以石門 水庫操作規線為其運用準則。義興電廠位於榮華攔砂壩下 游，屬於調整池式發電廠，由於位於石門水庫上游，故發電 後之水資源仍可留在庫區內作為其他供水之用途。
(四) 防洪
石門水庫原規劃設計之最大可能洪水 量為10,900 秒立方 公尺，其相應溢洪道之設計排洪 量為10,000 秒立方公尺，水 庫最高洪水位為 249.5 公尺，後經民國 52 年葛樂禮颱風帶來 破紀錄之洪水，考慮水庫安全，大壩壩頂加高及溢洪道上游 欄杆改建胸牆後，水庫最高洪水經提高為標高 251 公尺，其 相應之溢洪道最大可能排洪 量為 11,400 秒立方公尺，民國 68 年又經規劃研究分析，石門水庫最大可能洪水為 14,500 秒立
洩洪容量各為 1,200 立方公尺之排洪隧道二條，於民國 73 年 1 月完成。
(五) 雨量
本研究選用石門水庫集水區內 10 個雨量站，分別為石 門、巴陵、高義、長興、三光、白石、玉峰、嘎拉賀及鎮西 堡，其資料長度為民國 64～97 年之時雨量資料，雨量站分佈 如圖 4.1-3 所示，細部資訊詳列於表 4.1-4。
表 4.1-4 石門水庫集水區各雨量站資料
站名 TM 2 度分帶 X 座標
TM 2 度分帶
Y 座標 標高(m) 年平均雨量(mm)
石門 273451 2745097 255 2614
巴陵 289171 2731177 1220 2146
高義 285756 2734043 620 2195
嘎拉賀 289655 2726339 1260 2282
長興 280209 2743888 350 2595
三光 286273 2729607 630 1952
秀巒 278034 2723777 840 1908
玉峰 279650 2728315 780 2204
白石 275537 2720438 1620 2479
鎮西堡 280235 2718811 630 2136
圖 4.1-3 石門水庫集水區雨量站位置圖
(六) 流量
石門水庫集水區內設有霞雲、高義、玉峰、稜角、秀巒 等流量站，本研究由於範圍遍及整個集水區，故採用石門水 庫入流量及放流量之時流量及日流量資料為依據，其時間長 度為民國 47~97 年，年平均入流量為 147,270 萬立方公尺。
(七) 濁度
本研究為探討高濁度事件之缺水風險，故以民國 94 年 後，石門水庫壩頂緊急抽水功能啟用時間為高濁度事件濁度 取用之起始點，中央氣象局發布之颱風事件共 29 場，將濁度 資料進行彙整，各颱風濁度資料統計表如表 4.1-5，本研究以 多場颱風事件分析石門水庫在高濁度下之缺水風險分析。
表 4.1-5 民國 94～98 年颱風濁度資料統計表