結合不同時間尺度標準化河川流量指標(SSI)優選方案演算結果比較

本計畫為比較結合不同時間尺度標準化河川流量指標(SSI)於輔助水庫供水之成效，並與僅考慮蓄 水量模糊化優選方案(方案 N)間之差異，本節將考慮水庫蓄水模糊化結合不同時間尺度標準化河川流量 指標(SSI)於水庫限水的結果，分別有 3 旬(優選模式二、方案 NS3)、9 旬(優選模式三、方案 NS9)、18 旬(優選模式四、方案 NS18)。各優選方案(方案 NS3、NS9、NS18)演算結果之目標函數並同現況營運 (方案 C)及優選方案一(方案 N)列於表 7，各優選方案之決策變數則列於表 8。

4.4.1 優選方案二(方案 NS3)演算結果說明

優選模式二(方案 NS3)之演算結果(目標函數及決策變數)列於表 7 及表 8，規線與供水係數則示於 圖 11，優選模式二(方案 NS3)之演算結果皆與優選模式一(方案 N)一致。圖 10 所示為優選模式二之歷 年缺水量與缺水旬數，其結果亦與僅考慮蓄水區間模糊化之模式一(方案 N)結果相同，表示將蓄水區間 模糊化結合連續 3 旬之 SSI 指標對於整體結果無法有更進一步的改善。然而，此結果也表示連續 3 旬 之 SSI 指標對於模式一沒有劣化的影響。

圖 10. 優選模式二(方案 NS3)1959 年至 2009 年歷年缺水量及缺水旬數

圖 11. 優選模式二(方案 NS3)之營運規線與供水係數

0 5 10 15 20 25 30

0 10 20 30 40 50 60

1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009

缺水旬數

缺水量(MCM)

年份 缺水量 缺水旬數

20

4.4.2 優選方案三(方案 NS9)演算結果說明

優選模式三(方案 NS9)為利用水庫蓄水及連續 9 旬 SSI 指標作為水庫供水依據，演算結果列於表 7 及表 8，其最大缺水率為 49.88%，明顯優於模式一(方案 N)與模式二(方案 NS3)之 52.02%以及現況營 運之 64.51%，而風險度與平均缺水量分別為 0.315 與 1.421 MCM/旬，風險度較現況營運之 0.285 來的 高，卻比模式一與二之 0.316 稍低，而平均缺水量則是較現況營運之 1.522 MCM/旬佳，反之比模式一 與二之 1.344 MCM/旬略差，最後，缺水事件頻率為 1 件/年，與模式一和二相同並皆較現況營運為低。

其整合目標函數值 0.7264 較模式一與二之 0.7256 有微幅上升，顯示將蓄水區間模糊化結合連續 9 旬 SSI 指標有助於改善水庫之供水效益。

優選模式三之歷年缺水量與缺水旬數如圖 12 所示，每年缺水旬數與模式一大致相同，只有 2003 年與 2009 年的缺水旬數有小幅改善，每年缺水量則都有不一致的變動。

圖 12. 優選模式三(方案 NS9)1959 年至 2009 年歷年缺水量及缺水旬數

圖 13 所示為優選模式三所得之規線與供水係數，其上規線與模式一和二同為 11 旬，而下規線則 為 10 旬，較模式一和二上升了 1 旬。供水係數的部分，此模式高蓄水區間與中蓄水區間之供水係數與 上述模式及現況營運皆無限水操作，然而當蓄水量位於低蓄水區間、SSI 指標為濕潤(W)時，優選模式 三預期後續會有高入流量進入水庫因此不進行限水操作，唯有蓄水量位於低蓄水區間且 SSI 指標為正 常(N)和乾燥(D)時，供水係數以 0.5 進行限水。

圖 13. 優選模式三(方案 NS9)之營運規線與供水係數

0 5 10 15 20 25 30

0 10 20 30 40 50 60

1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009

缺水旬數

缺水量(MCM)

年份 缺水量 缺水旬數

4.4.3 優選方案四(方案 NS18)演算結果說明

蓄水量模糊化配合以連續 18 旬之 SSI 指標為供水依據之優選模式四(方案 NS18)，其目標函數與 決策變數分別列於表 7 及表 8，最大缺水率為 52.18%，雖然與以上三個優選模式相比較為不佳，但仍 明顯優於現況營運之 64.51%；總缺水率與平均缺水量為 8.347%和 1.332 MCM/旬，結果更優於模式一 (方案 N)和二(方案 NS3)之 8.41%和 1.344 MCM/旬、模式三(方案 NS9)之 8.861%和 1.421 MCM/旬以及 現況營運之 8.601%和 1.522 MCM/旬，整合目標函數值 0.7257 僅劣於模式三之 0.7264 並較現況營運之 0.6503 及模式一、二之 0.7256 為優。

圖 14 所示為優選模式四(方案 NS18)之歷年缺水量及缺水旬數，缺水旬數與模式一、二、三相比十 分相近，缺水量則有些許的變動，優選模式四之總缺水量較現況營運及模式一、二、三為低，其利用提 高缺水旬數以降低單時期高缺水率之分散缺水的情形。

圖 14. 優選模式四(方案 NS18)1959 年至 2009 年歷年缺水量及缺水旬數

優選模式四(方案 NS18)之規線與供水係數示於圖 15，其上下規線與模式一相同，此模式亦於高蓄 水區間與中蓄水區間時不進行限水操作，當蓄水量處於低蓄水區間且 SSI 指標為濕潤(W)時，供水係數 為 0.85 進行小幅度限水，蓄水量位於低蓄水區間且 SSI 指標為正常(N)和乾燥(D)時，供水係數則與模 式一同為 0.45。由於規線與蓄水量皆與前述模式相仿，在 1980 年之總缺水量為 45.77 MCM，較現況營 運與優選模式一、二、三為低，結果對應前述之降低單時期高缺水率的情形。

圖 15. 優選模式四(方案 NS18)之營運規線與供水係數

0 5 10 15 20 25 30

0 10 20 30 40 50 60

1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 1999 2004 2009

缺水旬數

缺水量(MCM)

年份 缺水量 缺水旬數

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