本計畫乃為建立淡水河流域之乾旱預警系統與風險管理策略，於本年計畫 當中建立了整個系統所必須具備之模式以及各個銜接項目之骨幹。主要工作為建 立水資源系統動力模式、與各子計畫的連結架構，並推估未來供水量與需水量以 及調適策略、初步驗證各模式與優選乾旱預警指標及調適策略以及各子計畫互相 資料流通介面與未來整體系統整合的準備工作。主要成果簡述如下：
一 、 水 資 源 系 統 動 力 模 式
本研究利用系統動力動態學之軟體 Vensim，建立了淡水河流域之水資源供 水系統動力模式。除了可模擬水資源系統中的供需水情形，亦可建立了各水資源 元件的連接骨幹。未來與其他子計畫將透過此水資源系統動力模式進行銜接，以 整合乾旱時期的風險管理策略。
二、流量推估模式驗證
GWLF(Generalized Watershed Loading Functions)模式為集水區之水平平衡模 式，此模式能反應氣候變化及土地利用對流量之衝擊，其參數可根據集水區之土 地利用以及土壤特性決定，可以降低評估結果之不確定性。本研究已建立淡水河 流域上游集水區模擬所需參數，未來透過氣候預報資料將可模擬預報上游集水區 入流量。
三、水資源系統需水量推估
本研究在需水方面，以水資源用水型態大致上可分為農業用水、民生用水、
工業用水三大部分。三種用水其中以農業用水受氣溫變化影響會有不同的需水情 況，因此須引用氣象預測資料，並且考慮到溫度的變化對作物的生長及需水量的 影響，估算出合理的農業需水量。本研究已建立此農業需水量模式，以提供本計 畫第二、三年度於預報農業需水量時所用。
四、乾旱事件累積缺水量與其超越機率
透過已建立之水資源系統動力模式，利用歷史資料模擬淡水河流域之供缺水 情形。利用缺水事件之累積缺水量，訂出不同超越機率的水資源乾旱等級。由訂 出的之水資源乾旱等級可瞭解乾旱程度，並可作為啟動與結束乾旱調適策略的準 則。
五、乾旱時期調適策略
採用乾旱事件的累積缺水量為預警指標，就是當預測氣象資料經過水資源系
統模式，預測未來缺水量到達選定的累積缺水量，即是決定發動乾旱的時間，而 缺水量回復到低於預警指標就是結束乾旱策略的時機。本研究以各非常灌溉之減 水深法作為乾旱時期的調適策略。利用農業用水調配模式進行優選與調配最佳策 略，可成功利用挪用農業用水減輕乾旱時期的缺水情形。
六、各項子計畫的資料交流、結合之準備工作
由於本計畫扮演著整合與調配的角色，因此本計畫已於第一年建立好本子計 畫與各子計畫之間的架構與交流介面。透過定期的聯繫，充分確保其他計畫與本 計畫研究之一致性。本研究建立評估管理系統所需要的各子計畫提供的各項決策 資訊。於下一年度將與氣象預測資料進行結合，並整合其他子計畫成果，建立完 整的乾旱時期風險管理機制。
參考文獻
1. Bonacci, O., Hydrological identification of drought. Hydrological Process, 7：
249-262,1993.
2. Cheng, K. S., H. C. Yeh, and C. Y. Liou, Comparative study of drought prediction techniques for reservoir operation. Journal of The American Water Resources Association, 36, NO.3 pp.511-521, 2000.
3. Forrest, S., Genetic algorithms: principles of natural selection applied to computation. Science, 261: 872-878, 1993.
4. Goldberg, D, E., Genetic Algorithms in Search, Optimization, and Machine Learning. Addison-Wesley, Inc, Reading, Massachusetts, 1989.
5. Gen, M., and Cheng, R., Genetic Algorithms And Engineering Optimization. John Wiley & Sons, Inc, New York, 2000.
6. Holland, J. H., Adaptation in Natural and Artificial System. Ann Arbor , MI : The University of Michigan Press, 1975.
7. Kuiper, E., Water Resources Development. Butterworths, London, 1965.
8. Lanbein, W. B., Queuing Theory and Water Storage. Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol.5, paper 1811, 1958.
9. Michalewicz, Z., Genetic Algorithm + Data Structure = Evolution Programs. 3rd edition, Springer-Verlag, New York, 1996.
10. Oliveria, R., and Loucks, D, P., Operating rules for multireservoir systems. Water Resources Research, 33(4): .839-852, 1997.
11. ReVelle, C., Joeres, E. and Kirby, W. The Linear Decision Rule in Reservoir Management and Design, 1, Development of the Stochastic Model, Water Resources Research, 5(4): 767-777,1969.
12. Wang, Q. J., The genetic algorithms and its application to calibrating conceptual rainfall-runoff models. Water Resources Research, 27(9): 2467-2471, 1991.
13. Wardlaw, R., and Sharif, M., Evaluation of genetic algorithms for optimal reservoir system operation. Journal of Water Resources Planning and Management, 125(1): 25-33, 1999.
14. Wilhite, D. A., and Glantz, M. H., Understanding the Drought Phenomenon: The Role of Definitions. Water International, 10:111-120, 1985.
15. Yeh, W. W-G., Reservoir Management and Operations Models: A State-of-the-Art Review. Water Resources Research, 21(12):1797-1818, 1985.
16. Young, G. K., Finding Reservoir Operation Rule. Journal of the Hydraulic
Division, ASCE, 93(6): 297-321, 1967.
17. D. P. Loucks and L. M. Falkson, “A comparison of Some Dynamic, Linear and Policy Iteration Methods for Reservoir Operation”, Water Resources Bulletin, Vol.6, No.3, p.384~4010, 1970.
18. Arthur J. Askew, “Optimum Reservoir Operation Policies and the Imposition of a Reliability Constant”, Water Resources Research, Vol.10, No.1, 1974.
19. Askew,A.I.,”Optimum Reservoir Operating Polices and Imposition of R3eliability Constraint,”Water Resources Research , Vol.10,No1,pp.51-56(1974)
20. Bonacci, O., Hydrological identification of drought. Hydrological Process, Vol.7, pp.249-262,1993.
21. Cheng, K. S., H. C. Yeh, and C. Y. Liou, Comparative study of drought prediction techniques for reservoir operation. Journal of The American Water Resources Association, 36, NO.3 pp.511-521, 2000.
22. 王如意、趙啟迪，「區域乾旱之模擬及其應用於曾文溪流域農業水資源之規 劃」，台灣水利，第38 卷，第 4 期，15－35 頁，1990。
23. 向子菁，『智慧型控制理論於水庫操作決策之研究』，國立台灣大學農業工程 學研究所碩士論文，1999。
24. 李鐵民，「抗旱的醒思」，水資源管理2002 研討會，1 頁－17 頁，桃園，2002。
25. 林俊男，台灣大學「灌溉管理」課程講義，2004。
26. 周玫君，「氣候變遷及乾旱灌溉用水移用對水稻潛能產量影響」，國立台灣大 學生物環境系統工程學研究所碩士論文，2004。
27. 張炎銘，「建立乾旱警報系統初論」，台灣水利，第 39 卷，第 4 期，73－84 頁，1991。
28. 張炎銘，「再論乾旱警報系統之建立」，台灣水利，第 40 卷，第 3 期，56－65 頁，1992。
29. 陳莉，『以物件導向之遺傳演算法優選水庫運用規線之研究』，國立台灣大學 農業工程研究所博士論文，1995。
30. 陳世偉，『遺傳演算法運用在石門與翡翠水庫並聯系統操作規線之研究』，國 立中央大學土木工程研究所碩士論文，2002。
31. 陳嘉和，「乾旱預警系統及氣候變遷對水稻生長之影響」，國立台灣大學生物 環境系統工程學研究所碩士論文，2002。
32. 陳明業，「淡水河水資源系統動力模式與永續管理策略之研究」，國立台灣大 學生物環境系統工程學研究所碩士論文，2002。
33. 陳思瑋，「淡水河流域水資源永續性評估暨管理之研究」，國立台灣大學生物
環境系統工程學研究所碩士論文，2005。
34. 童慶斌等。2002。「氣候變化綱要公約國家通訊衝擊調適資料建置 ─ 氣候、
水文、生態部分(一)」，環保署。
35. 童慶斌、許少瑜、劉佳明，『應用遺傳演算法優選水庫操作規線之研究』，水 資源管理研討會論文集，2000。
36. 虞國興、莊明德，「台灣乾旱特性之研究」，台灣水利，第 40 卷，第 4 期，20
－33 頁，1992。
37. 劉清源，「乾旱臨前時距預測之研究」，國立台灣大學農業工程學研究所碩士 論文，1995。
38. 簡俊彥、蔡正男、洪益發，「乾季時期水庫運轉模式之研究－入流量預估研 究」，台灣水利，第39 卷，第 4 期，50－59 頁，1991。
39. 蕭政宗，「以連續累積降雨定義氣象乾旱之研究」，台灣水利，第 49 卷，第 3 期，52－64 頁，2001。
40. 童慶斌，陳佳正，『水庫操作方法探討及其應用』, 2002 農業工程研討會。
41. 朱壽銓、黃文政、黃珮貞，「模擬法在水庫操作規線上之應用」，臺灣水利 第 48 卷 第 4 期，p.53~63，民國 89 年 12 月。
42. 臺灣省曾文水庫管理局，「曾文水庫多目標運轉規則之研究」，民國 65 年 12 月。
43. 胡文章、易任、朱健行，「合理農業用水水庫運用基準線建立方法之研究」，
農業工程學報，第28 卷，第 4 期, p37~59，1982。
44. 財團法人成大研究發展基金會，「應用序率動態規劃制訂強制性水庫操作規線 之研究」，民國86 年 12 月。
45. 國立臺灣大學農業工程學研究所，「串連水庫標的規劃模式在容量及操作規劃 上之應用」，民國80 年 11 月。
計畫成果自評
一、計畫完成度
本計畫「淡水河流域水資源乾旱預警機制與風險管理策略之建立」於本年度 之主要工作項目為建立水資源系統動力模式、與各子計畫的連結架構，並推估未 來供水量與需水量以及調適策略、初步驗證各模式與優選乾旱預警指標及調適策 略以及各子計畫互相資料流通介面與未來整體系統整合的準備工作。整體而言，
工作項目全部完成，並符合整體計畫之需求與進度。
二、研究成果之學術與應用價值
由於民國九十一年與九十二年的乾旱事件喚起了國內對於乾旱預警與調適 策略的重視，乾旱的議題也成為各大研討會的重要議題。而本研究之學術與應用 價值可依內容分別探討，包括
1. 乾旱預警：利用氣象預報模式提供三個月到六個月的提前預報，結合降 尺度研究，使決策者有充分的時間進行風險管理與決策。學術上將可發 表相關之期刊，而實際應用上將可提供相關單位一決策工具。此外，利 用氣象預報模式並結合降尺度之研究，此部分成果更可延伸至生態預警 之研究，於學術上以及實際應用上有相當之價值存在。
2. 水資源系統：本研究的主要研究主體建立在水資源系統動力模式之下，
可以考慮各水資源項於整個水資源系統的相互關係，並考慮各供水系統 的供水與涵容能力，發揮最佳的供水策略。水資源系統動力模式可以針 對不同之問題進行調整與修改，於應用上具有相當之彈性。
3. 乾旱時期調適策略：乾旱發生之後，最重要的問題便是如何減輕乾旱帶 帶來的災害。本研究今年度之農業用水轉移調適策略，以及未來研究整 合地下水補助以及其他調適策略等，都可以提供決策者於乾旱發生時之 決策分析，具有相當大之應用性。研究成果並可進一步發表於國際期刊，
亦具有相當之學術價值。