Vensim 建模

使用Vensim 軟體將上述水源傳輸關係、限制參數建構成石門水庫供水系統動 系模式，設定時間單位為「日」，時間長度為365，主要使用的元件為「Variable」、

「Shadow Variable」、「Arrow」、「Rate」。「Variable」可以在創建後再進行更動，例 如添加外框、更改顏色、更改變數類型，其中模式內使用之變數類型包括「Auxiliary」、

「Constant」、「Level」、「Lookup」。「Auxiliary」變數可依其所連結的其他元件設定 變數計算公式(Equations)，會隨著其他關連變數變動；「Constant」變數為一固定常 數值，例如各項輸水損失係數。特別注意的是，由於後續會再將Vensim 檔轉換為 Python 檔，透過 Python 語法進行資料匯入會較為簡單方便，故在 Vensim 這端，先 暫時將須由外部匯入資料的變數設定為「Constant」變數（例如入流量資料），亦方 便執行Check Model 時不會跳出未匯入資料的錯誤；「Level」變數具有積分(INTEG) 公式，可給定初始值(Initial Value)，適合作為水庫的變數類型；「Lookup」變數為

「Auxiliary」變數的子類型(Sub-Type)，可參照一關聯變數的值，進行查表(Table) 得值，使用於日期對應水庫運用規線變數設計，以及水庫有效庫容量對應水庫水位、

面積之變數設計。「Shadow Variable」可視為「Variable」的分身元件，模式中該字 體顏色以灰色表示，用於方便連結其他變數元件（例如連結不同的結構視圖時）、

使結構視圖頁面簡潔。「Shadow Variable」僅能指向其他變數元件，不能作為被指 向的對象，所有關聯的變動將與原「Variable」同步。「Arrow」元件乃連結變數關 係的主要元件，模式中被大量使用，無法設定數值，僅建立變數間的關聯。「Rate」

元件不同於「Arrow」元件，除了連結變數關係外，本身具變數特性，可設定值或 公式，模式中用於表示水的傳輸，其關聯端若無元件，則會以「雲符號」代替。

整個模式內容共包含四個結構視圖(view)：System Model、Allocation Rule、WPP Allocation Proportion、Transfer Ratio，以下分點敘述。

System Model

System Model 結構視圖呈現各用水單位間的互動關係與水資源流向，當中所 使用的配水量、限制參數則寫在其餘三個結構視圖中，以利版面整潔，見圖 3-3。

由於最終執行交易實驗時，會涉及到農業與工業之間計畫配水量轉移問題，從水庫 的角度來說，因買賣雙方交易的乃計畫配水量（詳細交易機制於 4.2 節說明），除 了農業方賣剩的計畫配水量可被水庫收回外，其餘部分均按照《石門水庫運用要點》

依水庫水位執行供水打折與配送。但下游接收端由於收到的實際水量需經過供水 打折與輸水損失，對工業方而言，購買而得的計畫配水量原屬於農業方所擁有，在 打折部分採用農業用水的打折規定，如此在終端計算實際獲得水量時將變得複雜，

因為交易機制與計畫配水量並沒有一併寫在此模式中（為了維持模式的可擴充性）。 基於上述原因，為使各單位的實際獲得水量容易計算，模式中暫且將輸水損失參數

（包括管線輸水損失、灌溉渠道輸水損失、原水淨水損失）設為零，經過交易計算 而得的水量再各自乘上輸水損失加以概估實際獲得水量。

中庄調整池於民國106 年 12 月正式啟用，主要功能為颱風期間維持低濁度原 水取水和平日石門水庫庫容調蓄。由於目前中庄調整池相關研究有限，且後續交易 機制中初步僅探討農業與工業，並未將政府單位納入決策者中，是故在模式運作上，

暫時不考慮將中庄調整池的調蓄能力納入計算或交易，涉及該部分的參數值暫時 假設為零。

圖3-3、石門水庫系統動力模式-System Model View

Allocation Rule

Allocation Rule 結構視圖中（見圖 3-4），主要撰寫石門水庫計畫配水的對象，

包含：石門農田水利會（石門大圳）、桃園農田水利會、石門淨水廠、龍潭淨水場、

平鎮淨水廠、板新淨水廠、大湳淨水廠、中山科學研究院（中科院）、桃園中油煉 油廠（中油）。計畫配水量數值上在模式中使用「Constant」變數設定為零，後續須 再由外部匯入資料。匯入的資料主要採用民國 105 年石門水庫灌溉及給水計畫配 水量（104 年 11 月 20 日審定版）資料，而農業計畫配水量的部分於本研究中將被 重新訂定。

圖3-4、石門水庫系統動力模式-Allocation Rule View

WPP Allocation Proportion

WPP Allocation Proportion 結構視圖中(見圖 3-5)，撰寫與淨水廠相關聯的配水 比例關係，並不包含農業、中科院、中油用水，主要用於計算下游端子分支如何依 比例關係分配來自上游端的水量。

圖3-5、石門水庫系統動力模式-WPP Allocation Proportion View

Transfer Ratio

Transfer Ratio 結構視圖中(見圖 3-6)，撰寫 System Model 結構視圖中幾個水量 匯聚-分配點的水量分配比例，匯聚-分配點包含：石門水庫、後池堰、石門大圳、

桃園大圳、中庄攔河堰。功能與WPP Allocation Proportion 結構視圖相似，主要用 於計算下游端子分支如何分配來自上游端的水量，但涵蓋所有用水類別。

圖3-6、石門水庫系統動力模式-Transfer Ratio View