第一章 計畫緣起
一、緣由
臺灣南部區域降雨豐枯達 9:1,枯水季長(10 月至隔年 5 月),近 年極端氣候旱澇兩極及用水成長等情境下,既有供水設施及調度系統 已無法滿足跨區調度支援需求,相較台灣其他區域,南部區域整體缺 水風險較高,而完備彈性的水源調度與管理機制,為降低缺水風險必 要方法之一。
依 105 年統計資料,台南及高雄地區公共用水供水調配圖(詳圖 1-1)中,台南地區公共用水平均約 90 萬噸/日,主要仰賴水庫供給,
約有 40%來自於曾文-烏山頭水庫,卻有約 60%來自南化水庫。目前 曾文水庫有效蓄水容量 4 億 6,261 萬立方公尺、烏山頭水庫 7,828 萬 立方公尺,南化水庫因莫拉克風災之後淤積嚴重,有效蓄水量約 9,500 萬立方公尺,曾文-烏山頭水庫總有效蓄水量為南化水庫有效蓄水量之 5.7 倍,換言之,南化水庫有效蓄水量僅為曾文-烏山頭水庫庫容之 17.65%,卻需負擔較多的公共用水;另曾文水庫年基準分配水量共 10.47 億立方公尺,其中農業灌溉用水為 9 億立方公尺、公共用水為 1.2 億立方公尺,工業用水 0.27 億立方公尺,約 86%係農業用水,而 在枯旱期間,因農業用水具備較高缺水耐受力,目前台南地區於枯旱 時期除提前預警及調度管理外,依不同階段加強工業節水、民生節水 等措施,農田水利會亦配合水利署及南區水資源局供水協調會議,提 前採行加強灌溉管理,將水蓄存於水庫,以盡可能延長供水期程。
若以民國 104 年枯旱事件為例(該年為臺灣地區平地測站有完整 降雨記錄 67 年來降雨最少的一年),從表 1-1 之當年 4 月 22 日實際 水庫蓄水量可知,曾文-烏山頭水庫尚有 1 億 3,221 萬噸水量,而南化 水庫蓄水量仍僅剩 2,102 萬噸,即使在嚴密管控出水情形下,仍需實 施第二階段限水,如當年曾文南化聯通管已完成,可彈性調度曾文水 庫蓄水,則南部地區限水風險可大為降低。
此外,高雄地區 105 年公共用水平均約 157 萬噸/日,近 7 成之供 水來源來自於高屏溪攔河堰,惟川流水豐枯水期水量變化相當懸殊,
無大型蓄水設施則不具蓄豐濟枯之功能,另若遭遇濁度太高超過淨水 場處理能力或水質污染等緊急事件則無法供水,目前在此期間主要仰 賴南化水庫經由既有南化高屏聯通管輸送每日最大約 50 萬噸原水備 援高雄,由南高清水幹管支援約每日最大 20 萬噸清水以及其他調度 管理措施,以盡可能維持供水穩定,由此可見,南化水庫除了負擔台 南地區約 60%公共用水外,尚需支援高雄,供水負擔相當沉重。
二、依據
台南高雄供水系統係整體聯合調度區,為因應氣候變遷所帶來穩 定供水挑戰,健全此區域之整體供水備援系統,以盡早提升抗限缺水 風險之能力,基於前瞻基礎建設計畫「晚作不如早作好」之精神,推 動曾文南化聯通管工程計畫已刻不容緩且為台南、高雄兩直轄市基本 用水穩定之重要計畫。
為增實國家水源調度效能,提高用水穩定供給,使產業發展用水 無虞,行政院已於民國 106 年 4 月 5 日院臺經字第 1060009184 號函 核定通過「前瞻基礎建設計畫」,其中水環境建設下之「水與發展:
不缺水、喝好水」項目已編列曾文南化聯通管工程,計畫經費 120 億 元,爰依「行政院所屬各機關中長程個案計畫編審要點」研提本計畫 書,作為計畫推動依據。
-3-
圖1-1 台南及高雄地區 105 年公共用水供水調度圖 二、未來環境預測
依經濟部水利署 102 年因應氣候變遷相關研究成果顯示(如圖 1-2),南部區域在考量氣候變遷影響下,豐枯水期降雨量有豐愈豐、
枯愈枯之潛勢,且河川流量亦會有相同的情況,顯示未來南部區域水 文環境變化仍將使水資源利用及管理工作持續面臨挑戰。
行政院民國 104 年 1 月核定「曾文南化烏山頭水庫治理及穩定南 部地區供水計畫(第 2 次修正)」時,為因應南部地區水資源供需缺口 持續擴大之衝擊,指示經濟部應持續檢討未來南部地區整體水資源供 需情勢,加強區域與各標的間水源調度及積極推動新興水源方式,以 降低缺水風險。因此應加強南部地區水源調配能力,以面對未來氣候 變遷及都市發展之挑戰。
表 1-1 民國 104 年枯旱事件全台主要水庫蓄水量(4 月 22 日)一覽表
【備註】枯旱排名:分子表示當年度枯旱情形,分母表示該水源設施營運總年數,
排名在前(分子小),表示當年度水情狀況在該設施歷年營運係較枯旱。
三、問題評析
(一)公共供水系統相互備援能力有限,缺水風險高
從圖 1-1 之民國 105 年統計資料可知,台南地區公共用水平 均約90 萬噸/日,有 40%來自於曾文-烏山頭水庫,約 60%來自南 化水庫;高雄地區公共用水平均約157 萬噸/日,卻無大型水庫調 蓄水量,70%公共用水主要仰賴高屏溪之川流水。
現況曾文水庫須透過烏山嶺隧道輸送至烏山頭水庫供水,無 法輸送至南化淨水場,導致南化與曾文水庫水源間調配支援能力 不足,使南部地區整體水資源調度運用能力受限,缺水風險高。
若以民國 104 年枯旱事件為例(該年為臺灣地區平地測站有
-5-
完整降雨記錄 67 年來降雨最少的一年),從表 1-1 之當年 4 月 22 日實際水庫蓄水量可知,曾文-烏山頭水庫尚有 1 億 3,221 萬噸 水量,而南化水庫蓄水量仍僅剩 2,102 萬噸,即使在嚴密管控出 水情形下,仍需實施第二階段限水,如當年曾文南化聯通管已完 成,可彈性調度曾文水庫蓄水,南部地區限水風險將可大為降 低。
(二)南化水庫淤積嚴重,影響南部地區供水穩定更形險峻
南化水庫除負擔台南地區約 60%公共用水外,尚因高雄地區 受制於河川取水易因水質、水量變異大而無法穩定供水,常需在 高屏溪濁度高或有水質事件等緊急時期,透過既有南化高屏聯通 管支援濁度較低之原水(安全輸水量最高 45-50 萬噸),或由南高 清水幹管支援清水最高每日20 萬噸,供水負擔相當大。
然而,南化水庫原規劃蓄水量約1.5 億立方公尺,至民國 105 年南化水庫蓄水量已銳減至 9,500 萬立方公尺,淤積嚴重(如圖 1-3),有效蓄水量僅為曾文-烏山頭水庫之 17.65%,卻需負擔較多 的用水,嚴重影響臺南地區供水穩定。
依經濟部水利署南區水資源局重新盤點南部地區水資源現 況,於106 年建構曾文南化聯通管聯合調度供水系統模擬模式(模 擬架構如圖 1-4),以民國 48~105 年水文資料及民國 105 年南化 水庫淤積測量成果進行水資源分析,成果如表 1-2,以南化水庫 目前有效庫容 9500 萬立方公尺,在正常供水、不執行停水措施 之狀況下,將有 38 次發生空庫,亦即約超過三分之二的機率會 發生空庫,則南化水庫供水區每年都有極大機會產生缺水危機,
不僅使民眾生活有極大不便,更導致社會經濟之損失。由此可知,
南部地區水資源仍須改善提升,增加區域水資源調度備援能力,
以因應氣候變遷之衝擊。
表1-2 南化水庫水源模擬分析成果
分析項目 內容
空庫發生年次數(年) 38年
(註:模擬依48-105年水文資料,有38年會發生空庫情形)
空庫總日數(天) 1,466天 空庫期平均年缺水日數(天) 38.6天 空庫期年平均缺水量(萬噸) 1,704.41 萬噸/年
(三) 曾文水庫水源出口唯一,無備用供水通道
曾文水庫供水出口目前僅能透過水庫放水至曾文溪東口堰,
經烏山嶺隧道引至烏山頭水庫供應臺南地區,供水通道路徑如圖 1-5 所示。若烏山頭水庫、烏山頭淨水場或下游供水幹管發生意 外,將導致曾文水庫水源無法利用,恐嚴重影響區域用水安全。
短期雖可由南化淨水場增量出水及高屏堰水源北送因應,惟其水 源及供水潛能有限,應積極尋求備援方案。
除此之外,臺南地區目前主要需水區域為曾文溪以南區域,
亦屬於南化水庫供水區,曾文-烏山頭水庫系統目前透過自來水輸 水幹管支援其用水,受限淨水場處理能力及輸水幹管輸水能力,
其支援效果有限。如擴增下游輸水幹管輸水及相互調配能力,除 時程上恐緩不濟急外,亦需更多財政支出,且長期在都會區道路 施工,對民眾生活影響較大。
因此,若曾文水庫能直接提供原水至南化淨水場,則可強化 臺南地區自來水區域調配能力,提高水庫水源蓄存及利用率,有 效降低台南地區民眾的限、缺水風險。
-7-
圖 1-2 氣候變遷可能對南部區域未來雨量及流量影響預測
資料來源:台灣自來水公司第六區管理處南化水庫管理中心。
圖 1-3 南化水庫歷年淤積情勢
圖1-4 曾文南化聯通管聯合調度水源運用分析系統架構
圖1-5 曾文水庫與烏山頭水庫聯合運用之供水路徑
-9-
(四) 高屏溪高濁度影響供水頻繁
自莫拉克颱風後,因南部地區山地集水區崩塌大幅增加,導 致颱洪期間河川濁度升高機率增加且幅度加重,依據自來水公司
「維持/提升公司水質合格率檢討研究報告」分析顯示,高屏溪上 游地區如有大豪雨發生,將造成高屏溪原水濁度驟升,而且其高 濁度效應恐持續一週以上,影響供水穩定甚鉅。
圖 1-6 為高屏溪攔河堰民國 97~105 年歷年濁度與取水量之 關係圖,依據管理機關自來水公司高雄給水廠操作準則,高屏溪 濁度超過 1,000NTU 即須自南化高屏聯通管引南化水庫庫水,以 穩定供應高雄地區用水。
依據高屏溪攔河堰民國 97~105 年歷年濁度紀錄,每年濁度 超過 1,000NTU 之日數約介於 46~157 天不等,平均每年約有 96 天,換言之發生機率為26.3%,機率甚高;此外,民國 105 年南 化高屏聯通管實際支援高雄地區原水水量共 7,087 萬噸,可見既 有南化高屏聯通管於高雄地區供水系統極為重要,然而,如前所
依據高屏溪攔河堰民國 97~105 年歷年濁度紀錄,每年濁度 超過 1,000NTU 之日數約介於 46~157 天不等,平均每年約有 96 天,換言之發生機率為26.3%,機率甚高;此外,民國 105 年南 化高屏聯通管實際支援高雄地區原水水量共 7,087 萬噸,可見既 有南化高屏聯通管於高雄地區供水系統極為重要,然而,如前所