第五章 情境模擬及分析
5.1 零方案及各種策略模擬結果
依據前述章節完成相關系統動力模型建置，以進行大甲溪整體流 域水量對於生化需氧量（BOD）衝擊影響的策略情境模擬。本研究考 量之影響的策略有：越域引水、興建人工湖、自來水管線汰換及零方 案等策略。
其中點源污染推估乃以 95 年為基準年，將第四章所獲得的資料 作為模型數據輸入依據，包括模擬起始年的人口數、猪隻飼養數、遊 客人數…等，推得大甲溪流域內之生活污染、畜牧污染、事業污染以 及遊憩污染等。
由上述收集的相關數據進行模擬，模擬期距為民國 95 年(第 1 旬) 至民國 109 年(第 540 旬)共 15 年間，模擬結果依水量、水庫水質、
河川水質及綜合探討進行說明，說明如下：
一.水量部份:
由於全球氣候暖化的影響，未來台灣發生乾旱與洪澇的機會越來 越大，就供水而言必須維持農業用水、工業用水與生活用水的穩定供 水量，因此本研究將以過去水利單位常用之缺水指數 SI(shortage index)來評量零方案及各種策略方案模擬情況下的供水穩定度。
各種方案推估之缺水指數 SI 如表 5.1.1-1 所示。由結果可發現現 況系統之缺水風險偏高(SI>1)，因此有必要新增供水策略來改善桃園
場)，其次為人工湖，自來水管線汰換工程最後，其中自來水管線每 年汰換率不高(汰換率 2%/年)，故改善效率有限，缺水風險仍偏高 (SI>1) ； 越 域 引 水 工 程 和 人 工 湖 工 程 則 皆 可 有 效 降 低 缺 水 風 險 (SI<1)，該兩項工程皆引用石岡壩剩餘流量，雖人工湖本身蓄水體積 (2800 萬噸)可蓄豐濟枯，然人工湖僅能供應公共用水需求，而越域引 水除了供應公共用水需求外，尚可支援后里圳，因此大安溪原先供應 至后里圳可節省下來並透過士林堰引水至鯉魚潭水庫儲存，故越域引 水工程之供水改善效率優於人工湖工程。
表 5.1.1-1 各種模擬方案推求的缺水指數 SI
方案 缺水指數 SI
現況系統（零方案） 1.668
越域引水 0.4651 人工湖 0.9293 自來水管線汰換 1.358
二、水庫水質方面:
將水庫水質以箱型圖(BOXPLOT)表示，模擬結果發現不論是現 況系統或其他策略(越域引水、人工湖及自來水管線汰換)下，其水庫 水質箱型圖幾乎不變，各方案之水庫水質箱型圖如圖 5.1.1 所示，由 圖發現水庫水質在 4、5 月時，BOD 質相對而言較高，但整體水質幾
乎皆低於 1mg/l 以下，符合甲類水體標準。結果顯示，策略的加入對
入對於第一河段水質之影響甚微。
2.第二河段:
將第二河段之水質與流量以箱型圖(BOXPLOT)表示，模擬結 果發現不論是現況系統或其他策略(越域引水、人工湖及自來水管線 汰換)下，其第二河段水質與流量箱型圖幾乎不變，各方案之第二河 段水質與流量箱型圖如圖 5.1.4 和 5.1.5 所示，由圖發現第二河段流量 在 6、8、9 月時，流量較高，變異也較大；1、2、12 月時流量較低，
變異也較小。第二河段水質在 1~4 月時，BOD 值相對而言較高，但 整體水質皆低於 2mg/l 以下，符合乙類水體標準。結果顯示，策略的 加入對於第二河段水質之影響甚微。
十二月 十一月 十月 九月 八月 七月 六月 五月 四月 三月 二月 一月
14000 12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
立方公尺
第2 河段水量
圖 5.1.4 各種策略下第二河段水量 Boxplot 圖
十二月
十二月
（2）越域引水策略
將第三河段之水質與流量以箱型圖(BOXPLOT)表示，越域引水 策略在第三河段水質與流量箱型圖如圖 5.1.6 和 5.1.7 所示，由圖發現 越域引水策略在第三河段流量在 6 月時，流量較高，變異也較大；1、
2、12 月時流量較低，變異也較小，因越域引水策略將剩餘流量引至 后里淨水場使用，故河川流量較零方案低，故造成 BOD 濃度普遍也 比零方案略高，整體水質皆高於 4mg/l 以上，不符合丙類水體標準，
僅 6 月水質略佳，約有 75%之機率低於 4mg/l 標準。結果顯示，越域 引水策略施行下，相較於零方案而言，污染情況提高，以 5、7 及 9 月之污染提高較為明顯。
十二月 十一月 十月 九月 八月 七月 六月 五月 四月 三月 二月 一月
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
立方公尺
越域引水策略第3 河段水量
圖 5.1.8 越域引水策略第三河段水量 Boxplot 圖
十二月 十一月 十月
九月 八月 七月 六月 五月 四月 三月 二月 一月
20
15
10
5
0
BOD（mg/l）
越域引水策略第3 河段BOD水質
圖 5.1.9 越域引水策略第三河段 BOD 水質 Boxplot 圖
（3）自來水管線汰換策略
將第三河段之水質與流量以箱型圖(BOXPLOT)表示，自來水管 線汰換策略在第三河段水質與流量箱型圖如圖 5.1.10 及 5.1.11 所示，
由圖發現自來水管線汰換策略在第三河段流量在 6 月時，流量較高，
變異也較大；1、2、12 月時流量較低，變異也較小，與零方案比較 得知，自來水管線汰換策略造成河川流量略為提升(但不顯著)，故 BOD 濃度相對於零方案亦略為降低，整體水質仍高於 4mg/l 以上，
不符合丙類水體標準，僅 6、7 月水質略佳，約有 75%之機率低於 4mg/l 標準。結果顯示，自來水管線汰換施行下，相較於零方案而言，污染 情況略為降低。
十二月
（3）興建人工湖策略
將第三河段之水質與流量以箱型圖(BOXPLOT)表示，興建人工 湖策略在第三河段水質與流量箱型圖如圖 5.1.12 及圖 5.1.13 所示，由 圖發現興建人工湖策略在第三河段流量在 6 月時，流量較高，變異也 較大；1、2、12 月時流量較低，變異也較小。與零方案比較得知，
人工湖策略對於河川流量影響變化較小，故 BOD 濃度相對於零方案 之變化亦不明顯，整體水質仍高於 4mg/l 以上，不符合丙類水體標準，
僅 6、7 月水質略佳，約有 75%之機率低於 4mg/l 標準。結果顯示，
人工湖策略施行下，相較於零方案而言，污染情況並未有明顯提高。
十二月 十一月 十月 九月 八月 七月 六月 五月 四月 三月 二月 一月
12000
10000
8000
6000
4000
2000
0
立方公尺
人工湖策略第3 河段水量
圖 5.1.12 興建人工湖策略第三河段水量 Boxplot 圖
十二月 十一月 十月
九月 八月 七月 六月 五月 四月 三月 二月 一月
20
15
10
5
0
BOD（mg/l）
人工湖策略第3 河段BOD水質
圖 5.1.13 興建人工湖策略第三河段 BOD 水質 Boxplot 圖 四、綜合探討：
（1） 在零方案或各策略的施行下，水庫水質、第一河段水質與第二 河段水質皆可符合其規劃標準。但第三河段河段則無論在零方 案或各種策略下，皆不符合丙類水體規範。
（2） 越域引水策略雖然最可有效降低缺水風險（SI=0.4651），但對 於第三河段河川污染之提高卻最為顯著，尤以 5、7 及 9 月之污 染提高較為明顯。
（3） 自 來 水 管 線 汰 換 策 略 雖 然 對 於 缺 水 風 險 的 降 低 並 不 顯 著
（SI=1.358），但卻降低第三河段河川污染，惟第三段河段現況 已受嚴重污染，雖然有略為降低，但整體而言，仍不符合丙類 水體規範。
（4） 人工湖策略亦可有效降低缺水風險（SI=0.9293），惟降低程度 較越域引水策略略低，但其相對於零方案而言，對於第三河段 河川污染之提高並不顯著。