強化北部水資源分區因應氣候變遷水資源管理 調適能力研究
Strengthening Water Supply System Adaptive Capacity to Climate Change in Northern Region
主管單位：經濟部水利署水利規劃試驗所
童慶斌1 蘇明道1 李明旭2 李惠平3 Tung, Ching-Pin Su, Ming-Daw Li, Ming-Hsu Li, Hui-Pian
1國立臺灣大學生物環境系統工程學研究所
2國立中央大學水文與海洋科學研究所
3巨廷工程顧問股份有限公司
摘要
全球性的氣候變異使得極端事件發生機率頻繁，不論是乾旱或強降雨事件均會給供 水系統帶來強大的破壞力，在相同極端事件下不同地區可能受到不同的災損程度，有些 地區能夠應變且快速回復至原本狀態，而有些地區卻需花很長時間復原，表示環境系統 中存在著不同程度的承載力，承載力可能受到調適策略、社經發展程度與各區域發展型 態的差異而有所不同，並且每個地區有各自的特性，相同之調適策略不見得適用於不同 的地區，爰此本研究目的在於評估北部水資源分區水資源脆弱度空間分布，並提出強化 北部水資源分區因應氣候變遷水資源管理調適能力之調適計畫。主要內容在於分析水資 源相關水環境因子變動之趨勢，設定未來水資源需求情境以及可運用之水源，評估氣候 變遷對河川流量以及各水資源設施之衝擊，推求各標用水缺水容忍度以及定義水資源風 險度與分析方法，計算出未來氣候變遷影響下之缺水風險，將其繪製成風險地圖，並依 據風險地圖擬定水資源調適策略以及計畫，以強化北部水資源系統。透過分析指出氣候 變遷對宜蘭、臺北供水系統衝擊影響不大，仍可維持正常供水運作，而基隆、板新、桃 園、以及新竹地區則是在容忍度 SI 為 0.5 之條件下供水能力雖可滿足需水量，可能發生 缺水情況。水資源風險地圖評估結果亦顯示，宜蘭縣、臺北市在無氣候變遷影響之民國 120 年以及有氣候變遷影響之情況下，風險度皆無變化。基隆市、新北市、桃園縣與新 竹縣市在氣候變遷衝擊下，水資源風險度部分行政區皆會提高。
關鍵詞：氣候變遷、脆弱度、回復力、風險地圖
Abstract
Global climate changes led to the frequent occurrence of extreme events. Both drought and torrential rains will cause great impacts on water supply systems. Under the same extreme events, impacts and resilience on different regions may vary. This shows the different carrying capacity in the environmental systems. The ccarrying capacity will differ due to adaptation strategies, socio-economic developments, and development patterns. The purposes of this project are to evaluate the spatial distribution of water resources risk due to climate change and to suggest action plans to strengthen adaptive capacity for the northern region of Taiwan.
The main takes include water demand and supply analysis, trend analysis of hydrological components, estimate of future water demands for different sectors, assessment of climate change impacts on stream flow, evaluation of natural renewable water resources, estimates of carrying capacities, and resilience of water supply systems. According to the analysis of the vulnerability of water resources and hazard, the risk of different water sectors are projected and strengthening adaptation strategies to climate change are suggested.Results showed climate change brings little impacts on the water supply systems of Yilan and Taipei regions.
Keelung, Banhsin, Taoyuan, and Hsinchu regions can still statisfy water demand under water shortage index (SI) scale 0.5 with risks of water shortage. Mapping of risk of water shortage showed no difference at 2031 either with or without climate change. However, risks of water shortage will increase at regions in Keelung, Xinpei, Taoyuan and Hsinchu under the impacts of climate change.
Keywords：Climate change、Vulnerability、Resilience、Mapping of risk
一、前言
由於氣候變遷對溫度及雨量造成影響，進而導致河川流量改變，可利用的水資源量 變異加大，水資源管理與調度難度加高，揭露出強化彈性管理制度的重要性。故本計畫 依循「分散型調適策略」的概念，針對分區內不同區域，其區域特性亦有所差異，若利 用單一策略解決困境，難免會出現部分區域不適用之情形，若將整個大區域的系統拆成 若干個相互連結之小系統，每個系統都針對其特性賦予適當的調適策略，便能在危機發 生時藉由自身的援救系統解決危機。
系統本身的調適能力受到社會發展、決策發展以及經濟發展的影響，不同區域的供 水能力會因供水系統的差異有區別，故供水脆弱度應具有空間分布之特性，只有進一步 透過系統風險度分析結果，探討其空間分布情形，才能得知哪個區域具有較高的風險，
進而根據問題提出水資源管理調適計畫。
二、文獻回顧
過去許多研究數據指出氣候變遷將影響溫度於長期趨勢分析呈上升趨勢、平均降雨 量及降雨強度皆呈上升之勢、河川流量豐枯水期差異大(童慶斌(民國 86 年)、游保杉(民 國 89 年)、Loukas(2002))，在在應證氣候變異問題已不容忽視，目前世界各國的思考重 心由最初單純評估氣候影響轉變成以脆弱度及回復力等角度。Clark et al. (1998)指出脆 弱度包含兩種特性：暴露度與調適能力；暴露度為災害事件之風險，調適能力則為發生 災害時，系統維持正常運作與失效後復原之能力。脆弱度除與暴露度、調適能力有關外，
可透過量化脆弱度參數來分析調適策略之可行性與適用性(Smit et al., 2006)。回復力概念 源自力學，主要探討系統在受到毀損後之復原及承受能力，Hashimoto et al. (1982)定義 在系統風險性概念下，供水能力操作指標可由可靠度、回復力及脆弱度作分析，其中可 靠度為系統維持正常運作之機率，回復力為系統處於失敗後再恢復正常運作之機率，脆 弱度則用來表示系統一旦失效後可能受到損害之程度。
瞭解水資源系統之災害脆弱度後，訂定適合之調適策略為一重要課題，以下研析了 中國、日本、美國、德國、澳洲及印度等國家所擬定之調適策略，並將其整理為政策面、
工程面、管理面與資訊面來呈現，目前各國研究多屬於資訊面的蒐集，用以制定對應政 策及管理原則，而工程方面則因氣候變遷影響範圍甚廣，無法利用單一工程解決。
1. 政策面：強化應對海平面上升的調適策略、早期預警系統的引用、技術性或法 治性或經濟性等層面的策略活用、開發替代水資源、改善水資源使用效率、風 險管理及政策配合、藉由「用水效率計畫」協助高用水企業聰明用水、永續居 住地任務以及永續農業任務。
2. 工程面：在保護生態基礎上永續開發水電、加強水利基礎設施的規劃建設、水 資源保存技術、氣候變遷納入基礎設施主流發展及更新灌溉用水系統。
3. 管理面：強化水資源管理、加強水資源配置、節水和海水利用技術研發與推廣、
水權分配及轉讓制度、飲用水設備處理過程評估、有效率的使用水資源、考量 極端事件強度與頻率的變化進行水管理與資源管理之規劃、洪水風險管理、維 持河川健康與保障水資源供給。
4. 資訊面：促進區域性脆弱度的評估、有效活用長期及短期的觀點、有效利用觀 測結果、可用水資源預測、生質能源使用對於水資源的影響、監測、評估以及 預測水資源之可得性與可用性、氣候變遷策略性知識平台任務。
三、水文因子情境設定與分析
研究中將宜蘭縣、基隆市、臺北市、新北市、桃園縣、新竹市及新竹縣等縣市以流 域別分為蘭陽溪、淡水河、鳳山溪以及頭前溪流域，並進行水資源相關水環境因子進行 歷史趨勢分析，以做為後續研究分析之基礎，並針對可運用水源量探討流域歷史及未來 氣候變遷情境下可更新水源量改變情境，最後將未來水資源需求情境進行分析，並同時 考慮氣候變遷與社經發展的影響，設定未來需水情境，該項分析結果將做為後續研究水 資源分區之需水量輸入資料。
3.1 水資源相關水環境因子變動趨勢分析
變動趨勢分析目的在於了解水文過程反應與自然或人為的關聯性。流程為檢測時序 資料中是否存在變異點以及當變異點存在時分別計算變異點前後變化趨勢或當變異點 不存在時計算時間序列的變化趨勢。變異點檢測方法採無母數統計方法 M-W-P 檢定及 K-W 檢定進行變異點分析，並應用 M-K 檢定搭配 Sen’s 斜率進行變異點前後期的時間 序列之趨勢分析。分析資料包括年均溫度、皿蒸發年量、降雨特性及逕流特性。分析資 料中氣象資料採氣象局之臺北、鞍部、竹子湖、基隆、淡水、新竹、宜蘭等 7 站資料；
降雨特性分析資料採水利署所轄 47 雨量站以及前述 7 座氣象站；流量站資料採水利署 提供之研究區域內流量站及水庫入流量資料。
分析結果顯示(表 1)，在溫度部分除淡水站呈下降趨勢外，其餘測站皆呈上升趨勢 且具統計顯著意義，平地測站大多位於都市地區，溫度上升趨勢明顯高於山區測站，尤 其是臺北站，變異點後溫度上升趨勢皆明顯高於變異點之前；在皿蒸發量部分，除臺北 站之外，各站近 10 年的皿蒸發量呈現上升趨勢，且山區測站皿蒸發量小於平地測站，
此外僅有臺北站檢測出變異點，其發生時間為民國 88 年，變異點前期呈下降趨勢，變 異點後期呈上升趨勢。在降雨特性部分降雨特性的變異點發生時間較為分散及且並無明 顯空間分佈特性，多數測站的降雨特性分析(總量、強度、平均連續不降雨日數)呈現上 升趨勢，僅乾季降雨量呈上升趨勢測站略高於呈下降趨勢測站；而在逕流量部分，各集 水區年常流量變化趨勢互有增減，除新店溪(屈尺)、南勢溪、翡翠水庫及鳳山溪(新埔(2)) 集水區呈現明顯上升趨勢，其餘集水區則呈變化趨勢不明顯或下降趨勢。年最大日流量 除上坪溪(上坪)、鳳山溪(新埔(2))、基隆河(五堵)及新店溪(屈尺)集水區呈現下降趨勢，
其餘集水區皆現上升趨勢。
表 1、水資源相關水環境因子變動趨勢分析結果說明
分析項目 各流域共同點 各流域差異點
溫度 皆呈上升趨勢，變異點後期的
上升速率高於變異點前期。 無
皿蒸發量 無
皿蒸發年量與日照量呈正比與 相對濕度及平均連續不降雨日 數呈反比
皿蒸發年量新竹大於臺北大於 宜蘭
皿蒸發年量上升率臺北高於宜 蘭，新竹則為減少
雨量
年降雨量 多數測站呈上升趨勢。 北勢溪及南勢溪集水區上升趨 勢較顯著。
乾 季 及 溼 季 降雨量
多 數 測 站 濕 季 降 雨 呈 上 升 趨 勢。
年降雨較高的區域，如陽明山 山 區 及 雪 山 山 脈 東 北 側 迎 風 面，以及新竹地區測站乾季降 雨呈減少趨勢
降 雨 日 降 雨
強度 多數測站呈上升趨勢。 無 平 均 連 續 不
降雨日數
多數測站呈上升趨勢(38/54)，
其中近半數測站具統計顯著意 義。
無
流量
年逕流量 無 無一致特性
年 常 流 量 (Q90)
新店溪、南勢溪、翡翠水庫及
鳳山溪呈現明顯上升趨勢 無一致特性 年 最 大 日 流
量
上坪溪、鳳山溪、基隆河及新
店溪呈現下降趨勢 無一致特性
3.2 可運用水源分析
水資源供應量與時間分布都會受氣候變遷影響，故本小節分別討論天然年可更新水 源量以及供水分區之供水能力，前者依據水規所(民國 100 年)提出之「天然年可更新水 資源量」方法計算；供水分區之供水能力應用系統動力模式推估各供水系統之 SI 與 DPD 值，並以各系統之目標 SI 及兩年重現期之 DPD 推求供水系統之供水能力。
在天然年可更新水源量分析中，本研究之氣候變遷情境採用 NCDR 提供之 A2、A1B 及 B1 情境，並依據 GCM 之適用性挑選 CSMK35、MRCGCM、MIMR、GFCM21 及 MPEH5 模式進行分析。結果顯示在未來氣候變遷情境下，蘭陽溪、淡水河及頭前溪流 域在 A2、A1B 及 B1 情境中，多數的模式在未來天然年可更新水資源量呈現增加的情況 是較多的；鳳山溪流域在 3 個不同的情境下，大部分的模式皆顯示未來天然年可更新水 資源量是呈現減少的情形。北部地區各流域之天然年可更新水源量改變情形整體而言，
在 B1 情境天然年可更新水量是情形是增加的情況較多且增加的幅度較高，然而 B1 情 境下，也可能發生減少幅度最高的情形，而 A2 與 A1B 情境下天然年可更新水資源量是 呈現減少的情形較多。
各系統之需水量與供水能力(表 2)、SI 與最大 DPD 值分析(表 3)結果如下。宜蘭地 區不論現況或未來水資源供給量充足；臺北地區在 SI 為 0.1 與板新地區於 SI 為 0.5 之條 件下可滿足供水需求，而綜合 DPD 與 SI 值分析結果，板新地區以常態供水情形下 SI 為 0.3，DPD 為 769(%-days)，可得知缺水量小且缺水延時也短。桃園地區需水量為 97 萬噸/日(不包含自行取水量)，以 SI 為 0.5 之條件下目前供水能力尚可滿足需求。在正常 供水 SI 為 0.007，DPD 為 438，兩者同時評估結果表示平日可能發生缺水量小且缺水延 時短之情形。新竹地區現況 SI 值為 0.302，較該地區規劃時所採用之 SI=0.5 之準則低；
而在 SI=0.5 時之供水能力為 54 萬噸/日，與新竹地區基期之需水量為 52 萬噸/日相比，
可看出新竹供水系統在可容忍之缺水條件設定時其供水能力是可滿足該地區之用水。
表 2、各供水系統之需水量與供水能力 供水系統 目標 SI 值 需水量
(萬噸/日)
供水能力(萬噸/日)
以 SI 為基準 以 DPD 為基準
宜蘭 1.0 17 26 23
基隆 0.5 51 58 57
臺北 0.1 229 399 406
板新 0.5 88 92 114
桃園 0.5 97 116 112
新竹 0.5 52 54 56
備註 臺北地區供水能力除滿足臺北需水量外，還包含提供給臺灣自來水 公司第一區管理處與支援板新地區之水量。
表 3、各供水系統之 SI 與 DPD 值
供水系統 SI 值 MaxDPD
宜蘭 0 0
基隆 0.121 1362
臺北 0 0
板新 0.3 769
桃園 0.007 438
新竹 0.302 221
3.3 未來水資源需求情境設定
研究中針對不同標的用水研析其對供水脆弱度的影響，考慮社經發展對用水量之影 響，並納入考慮溫度變化對用水量之影響，生活用水量之推估除人口增加造成之用水量 增加因素外，亦以人均國民生產毛額(人均 GDP)代表社經情形的改變；工業用水部分，
由於不同開發情境之工業用水量成長已隱含 GDP 成長在其中，故不另作社經條件之修 正；農業用水量部分則考慮溫度增加對灌溉需水量之影響。各標的用水量對應不同的氣 候變遷情境之說明如 (表 4)。
表 4、標的用水量與氣候變遷情境對應關係 標的
情境
生活用水
工業用水 農業用水 120 年用水量 GDP 成長
幅度 溫度
A2
水 利 署 推 估 120 年生活用 水量
3.85% 依 不 同 情 境 對 溫度的影響，配 合 門 檻 值 設 定，修正生活用 水量
高成長 依照不同情境 對 溫 度 的 影 響，修正農業 用水量。
A1B 2.13% 中成長
B1 1.24% 低成長
四、氣候變遷之衝擊評估
透過氣象資料產生器合成符合現況統計特性以及氣候變遷下之氣象資料，代入 GWLF 水文模式進行模擬，模擬出現況之流量以及氣候變遷下之流量，評估氣候變遷下 河川流量相對於現況之變化特性。河川流量模擬結果可代入系統動力模式，以分析氣候 變遷對水資源設施供水能力之衝擊以及回復力之變化。本計畫考量 CSMK35、GFCM21 及 MIMR、MPEH5 及 MRCGCM 共 5 個模式之 A1B、A2 及 B1 短期情境(2020~2039) 下，探討氣候變遷對水資源之衝擊分析，針對河川流量、地下水補注量及供水系統供水 能力等進行衝擊評估分析。
4.1 氣候變遷對河川流量之衝擊評估
研究區域內有 4 個流域共 9 個流量站之上游河川流量受氣候變遷之影響，由豐枯水 期降雨比值改變百分比與流量改變百分比可發現大部分情境下降雨增減與流量增減呈 正相關，而由(圖 1)可發現類似之關係，且(圖 1)中之流量改變情況是透過不同 GCMs 溫度及雨量改變情境修正歷史氣象資料，透過氣象合成模式產生溫度雨量資料，利用水 文模式進行模擬之河川流量，因此已隱含因溫度改變造成蒸發散量改變，間接造成河川 流量改變的因子在內，故未來可藉由降雨比值改變百分比初步推估流量可能改變情形。
整體來說(圖 2)，未來北部地區豐水期河川流量是呈現增加的趨勢，整體增加幅度 最大約為 7%，而在枯水期河川流量是呈現減少的趨勢，與現況河川流量比較，最多可 能減少約 22%，而全年之河川平均流量在 A1B 情境由於豐水期增加幅度低，且枯水期 流量減少，因此 A1B 情境之全年流量為減少的情況，而在 A2 情境，雖然枯水期減少了 22%的流量，但由於枯水期流量本來就比較低，因此雖然減少的幅度大，但以全年的角 度來看減少約 4.5%，在 B1 情境，枯水期及豐水期增減的百分比接近，但因為豐水期流 量本來就較多，因此整體來說年流量的部分則增加了約 1.8%。
圖 1、流量改變與降雨比值改變關係
圖 2、北部地區豐枯水期及全年流量變化 4.2 氣候變遷對地下水補注之衝擊評估
相較於基期所推估淡水河流域潛勢地下水補注量，短期氣候變遷情境下各 GCMs 氣候資料所推估潛勢補注量從減少 11.8%到增加 13.2%不等，蘭陽溪流域潛勢地下水補 注量，短期氣候變遷情境各 GCMs 所推估潛勢補注量由減少 10.8%到增加 15.3%不等；
鳳山溪及頭前溪流域潛勢地下水補注量，短期氣候變遷情境各 GCMs 所推估潛勢補注量 (圖 3)幾乎皆呈上升趨勢(從減少 4.7%到增加 22.6%不等)。整體來說未來氣候變遷情境各 GCMs 所推估整個研究區域地下水潛勢補注量的特性大致與淡水河流域一致，減少 10.8%到增加 14.7%不等。補注量主要增加的貢獻來自於 7 月~10 月，各模式(Ensemble Mean)補注量，A1B、A2 及 B1 情境為 76.7、74.5 及 79.0 億噸/年。
-25.0%
-20.0%
-15.0%
-10.0%
-5.0%
0.0%
5.0%
10.0%
豐水期
枯水期 全年
A1B A2 B1
圖 3、全區地下水補注年量變化趨勢 4.3 氣候變遷對各水資源設施之衝擊評估
氣候變遷對各水資源設施衝擊評估主要係以各供水分區為依據，探討在氣候變遷情 境下可能之影響。在氣候變遷的情況下，除了分析評估不同氣候變遷對各水資源分區之 DPD、SI 值及系統供水能力之影響外，分析評估在氣候變遷情況下，各水資源系統之回 復力，以綜合說明氣候變遷對各水資源分區之衝擊評估。根據本研究之推估，民國 120 年無氣候變遷影響下，宜蘭地區之水資源供水能力約為 26 萬噸/日，基隆地區約為 58 萬噸/日，臺北地區為 401 萬噸/日，板新地區為 91 萬噸/日，桃園地區為 110 萬噸/日，
新竹地區約為 54 萬噸/日。本計畫將所推估之需水量與供水能力，與「臺灣地區水資源 需求潛勢評估及經理策略檢討」(水利署，民國 98 年)之結果比較(表 5)，與過去研究推 估結果相比各地區之需水量與供水能力皆相近。
表 5、需水量與供水能力檢核 (萬噸/日)
現況需水量 現況供水能力 120 年需水量 120 年供水能力 本計畫 水利署 本計畫 水利署 本計畫 水利署 本計畫 水利署 宜蘭 17 17 26 21 17 18 26 21 基隆 51 46 58 51 51 50 58 51 臺北 229 226 399* 324** 172 176 401* 324**
板新 88 84 92 86 90 89 91 86 桃園 97 112 116 100 137 146 110 100 新竹 52 54 54 61 64 68 54 61 備註
1. *:臺北供水能力包含供應汐止及板新地區之水量
2. **:臺北供水能力除包含供應汐止及板新地區之水量外，另外已扣除輸水 損失 15%。
表 6 為各供水系統 A1B 情境最劣之供水能力與回復力評估結果，可看出氣候變遷 衝擊下，宜蘭、基隆、臺北及板新在各自可容忍 SI 值下皆可滿足用水需求，桃園與新 竹則會產生缺水事件。從回復力指標方面探討，宜蘭與臺北供水系統可一直維持正常運 作，基隆與板新之回復力接近 50%，表示若這供水系統失效，下旬約有一半的機會能恢 復正常供水；新竹之回復力則偏低，桃園地區甚至為 0，可看出這兩個地區之系統回復
A1B A2 B1
-0.2 -0.15 -0.1 -0.05 0 0.05 0.1 0.15
Relative Difference of Baseline
CSMK35 GFCM21 MIMR MPEH5 MRCGCM
力不佳。失效最長延時結果顯示基隆有 6 旬，板新為 5 旬，新竹為 18 旬，桃園雖表上 為 7196 旬，亦可表示桃園地區長時間處於缺水狀態中。因此，宜蘭與臺北之脆弱度為 1，
系統回復力佳；基隆、板新及新竹皆很接近 1，系統回復力也不錯；桃園則為 0.001，系 統回復力差，供水系統失效難恢復正常運作。
表 6、各供水系統 A1B 情境最劣之供水能力與回復力評估
分析項目 宜蘭 基隆 臺北 板新 桃園 新竹 需水量(萬噸/日) 17 51 148 79 131 64 供水能力
(萬噸/日)
SI 反推 26 54 395 89 114 50 DPD 反推 23 44 406 98 112 52 回復力 (%) - 46 - 42 0 17 失效最長延時(旬) 0 6 0 5 7196 18 平均失效時間(旬) - 2 - 2 7196 6 平均運作時間(旬) 7200 55 7200 298 4 30
脆弱度 1 0.96 1 0.992 0.001 0.83
五、脆弱度及風險分析
考量北部區域於氣候變遷影響下用水需求變化與河川水源變化，根據現況水資源設 施與未來可能的水資源開發計畫，分析各分區現況及因應氣候變遷的缺水潛勢，再根據 各標的缺水風險分析成果，製作北部區域面臨缺水之風險地圖。風險地圖是由脆弱度及 危害度地圖推求，危害度分為公共給水危害度與農業用水危害度(表 7)，依據前期研究，
以 5 個等級的缺水災害危害度，為考慮此缺水危害為常態威脅，以 2 年重現期之 DPD(50%
超越機率)為公共給水危害度之劃分依據；農業用水則以 15%~20%缺水率為影響產量之 臨界點，訂為等級 2 之危害度，低於此缺水率仍可正常運作，高於則必須藉由管理與輪 作來維持農業之耕作，而高於 40%則視為相當嚴重等級。脆弱度部分，生活用水採用人 口密度為脆弱度因子，工業用水採用工業生產產值，而農業用水則採用水稻面積為脆弱 度因子(表 8)。風險度分級則如(表 9)，並以 A1B 之最劣情境為例，展示北部區域生活用 水、工業用水及農業用水水資源風險地圖(圖 4 至圖 7)。
表 7、危害度分級表
危害度 1 2 3 4
公共給水 DPD <100 100~600 600~3500 >3500 農業用水 缺水率(%) <15 15~20 20~30 30~40
表 8、水脆弱度分級表
脆弱度 1 2 3 4 5
生活用水 人口密度
(人/平方公里) <174 174~468 468~967 967~2771 >2771 工業用水 產值(億元) <6.2 6.2~23.0 23.0~89.4 89.4~254.6 >254.6 農業用水 水田面積(公頃) <97 97~607 607~1387 1387~2221 >2221
表 9、風險度分級表
分險度 脆弱度
危害度
分級 1 2 3 4 5
1 1 1 1 1 2
2 1 1 2 2 3
3 1 2 2 3 4
4 1 2 3 4 5
5 2 3 4 5 5
(a)現況 (b)民國 120 年無氣候變遷 (c)A1B 情境最劣
圖 4、北部區域各分區生活用水缺水風險地圖
(a)現況 (b)民國 120 年無氣候變遷 (c)A1B 情境最劣
圖 5、北部區域各分區工業用水缺水風險地圖
(a)現況 (b)民國 120 年無氣候變遷 (c)A1B 情境最劣
圖 6、北部區域各分區農業用水缺水風險地圖
(a)現況 (b)民國 120 年無氣候變遷 (c)A1B 情境最劣
圖 7、北部區域水資源風險地圖
六、擬定及評估因應氣候變遷之水資源強化策略
依循「分散型調適策略」的概念，根據系統特性賦予適當的調適策略，期望在危機 發生時能藉由自身的援救系統解決危機。根據分析北部風險主要問題有 9 項，分別為水 源不足、需求成長、水資源設施不足、整合性管理彈性、氣候變遷調適決策能力不足、
農業灌溉用水有效利用與生態用水競合、土地利用改變影響水資源供給壓力、社會大眾 認知提升以及區域差異。
經建會(民國 101 年)在「國家氣候變遷調適政策綱領」報告中提出 6 項我國面對氣 候變遷時水資源領域將面臨的挑戰，該報告提出之水文的衝擊、河川流量的衝擊、供水 系統的衝擊及農業灌溉型態的衝擊，另水利署(民國 100 年)於「強化南部水資源分區因 應氣候變遷水資源管理調適能力研究」中建議之節約用水、有效管理、彈性調度以及多 元化水源開發等 4 大策略，本計畫參考以上報告提出之觀點，並針對北部分區風險度提 高之原因提出相對應之調適策略，如下：
1. 穩定供水能力：透過多元供水系統增加水資源供給來源，並藉由系統整合確保 供水穩定度。
5. 集水區保育與合理土地利用規劃：提高非氣候因子可能帶來衝擊之調適能力。
6. 其他(社會經濟、產業與科技發展)：分擔風險、提高民眾認知與氣候變遷水利 產業之發展。
七、訂定水資源調適計畫
為強化北部水資源因應氣候變的調適策略，提供安全的基礎用水及追求水資源永續 利用之目標，本計畫所擬定之調適策略包含節約用水、有效管理、彈性調度、及多元化 水源開發等 4 大調適方案。其中，調適計畫分別針對零方案及既有方案進行探討，而既 有方案依據臺灣北區域水資源經理基本計畫報告所提出之既定調適策略，將其直接引用 報告中分析；若既有方案仍無法滿足未來供需缺口，則輔以強化策略以提供可能之策略，
則以效用指標進行分析評估。
7.1 水資源調適策略路線圖訂定
利用英國 UKCIP 調適精靈(圖 8)分析各水資源分析所遭遇之問題，分析可能之強化 策略，接著透過多準則排序評估法，作為調適方案執行優先順序之參考，分析流程如(圖 9)。北部區域之強化策略說明如(表 10)，由於分析後宜蘭縣、基隆市以及臺北市地區水 資源供需狀況良好，調適策略採取加強現有之環境監測系統即可，故僅列出新北市、桃 園縣、新竹縣市強化策略，其中，節水方案最為有效而且執行效率高，再來是大型的水 資源工程可供給的水量大但需耗費較長工程時間，加強管理行策略雖可長期執行，但對 於供水能力或減輕供水負荷之影響較小。
加入調適策略後之北部區域水資源風險地圖如圖 10，以桃園地區為例，當板新地區 供水改善計畫二期工程與板新大漢溪水源南調桃園計畫工程完工，且可順利提供桃園地 區每日 31 萬噸之水量，則可提供桃園地區需水量，降低桃園地區之供需缺口，分析結 果，並與圖 7-(c)比較，得知納入此方案考量後可有效降低桃園地區之風險度。
圖 8、 UKCIP 調適精靈評估流程
圖 9、調適方案評估流程圖
圖 10、A1B 情境最劣下加入調適策略後水資源風險地圖
表 10、各縣市既有方案與強化方案一覽表
縣市 既有方案 強化方案
新北市 1. 板新供水改善計畫第二期 2. 工業節約用水
1. 非氣候因子之資料收集與分析 2. 雨水儲集系統
3. 汰換舊漏自來水管線
桃園縣
1. 中庄調整池工程計畫 2. 工業節約用水
3. 板新地區供水改善計畫二期工 程與板新大漢溪水源南調桃園
1. 埤塘
2. 水庫淤積清理
3. 淨水場供水能力增加
7.2 水資源調適策略檢核機制與因應情境改變之方案檢討
在確保未來北部區域水資源供需平衡的目標下，在各項策略及方案執行時，須在適 當的時機進行檢核，確定採取之策略是否達到預期目。由於氣候變遷具有不確定性，如 何針對氣候變遷之不確定性考量適合之檢核機制亦為一重要課題，研究中參考英國 UKCIP 調適精靈提出之調適方案檢核及檢討流程，將檢核流程分為 3 階段檢討：
1. 調適策略或方案使否有效：UKCIP 建議決策者團隊可藉由回答關鍵問題，在回 答問題並提出答案過程中，可協助確定調適策略或方案是否有效。
2. 檢核調適策略方案之頻率：建議 4 年檢核一次，而當區域遭受極端水文或氣象 事件衝擊後，或是得到新的重要氣候變遷資訊時，都需立即再次檢核調適策略 或方案。
3. 何時該改變或修正氣候變遷調適策略：當調適方案之效用不如決策者預期時或 得到之資訊明確顯示與過往評估不同時，應修正或重新檢討調適策略或方案。
八、結論與建議 8.1 結論
受到氣候變遷的影響，北部地區河川流量在豐水期 A1B 情境下，僅蘭陽溪流域之 蘭陽大橋及中山大橋與淡水河流域之五堵、屈尺及三峽站之流量減少，而 A2 及 B1 情 境下，所有流域之流量都呈現增加的情形；枯水期在不同的情境中，河川流量皆呈現減 少的情形；全年河川流量變化則僅在 B1 情境下，河川流量有增加的可能，但增加的幅 度約只有 5%。
根據研究結果指出淡水河流域所蘊藏的天然年可更新水資源量最為豐富，其次為蘭 陽溪流域。鳳山溪流域因平均高程較低，導致流域平均溫度較高，使得蒸發散量較高有 關。頭前溪流域綜合評估結果看出，未來天然年可更新水資源量呈現增加之趨勢。地下 水補注量之影響，單位面積地下水補注量以蘭陽溪流域較高，淡水河流域次之，鳳山溪 及頭前溪流域最低。地下水補注總量則以淡水河流域最高，蘭陽溪流域次之，鳳山溪及 頭前溪流域最低。總評氣候變遷對供水系統的衝擊，宜蘭、臺北供水系統衝擊影響不大，
仍可維持正常供水運作，基隆、板新、桃園、以及新竹地區則是在容忍度 SI 為 0.5 之條 件下供水能力雖可滿足需水量，但有缺水事件發生。
水資源風險地圖評估顯示宜蘭縣、基隆市與臺北市之供水能力皆可滿足需求。新北 市在氣候變遷之 A1B 情境下，水資源風險度提高之區域有蘆洲、泰山、新莊、板橋及 土城，其中以蘆洲風險度最高。桃園地區在民國 120 年無氣候變遷衝擊條件下，龜山鄉 與龍潭鄉風險度最高。新竹地區水資源風險地圖結果在無氣候變遷影響下，竹北市、新 豐鄉及新竹市之風險度增加 1 級；在加入氣候變遷的影響後，A1B 情境下新埔鎮、關西 鎮及寶山鄉之風險度從等級 2 提升至等級 3。
由於宜蘭縣、基隆市以及臺北市地區水資源供需維持平衡狀態，在調適策略部分採 取加強現有之環境監測系統即可，亦可針對非氣候因子資料加以蒐集降低評估風險時之 不確定性。新北市可採行之調適策略除非氣候因子資料收集與加強供需情勢監測外，還 有雨水儲集系統加強管線末端之地區之供水彈性，汰換舊漏管線提升可供給之水量。桃 園地區之調適策略主要有埤塘、水庫淤積清理、增加淨水場供水能力、汰換舊漏管線等。
新竹地區除加強管理類之調適方案外，為降低新竹地區之公共給水危害度可採取之措施 有增加淨水場供水能力、新增管線、汰換舊漏管線。
8.2 建議
氣候變遷影響評估需使用龐大資料計算，工業用水量部分由於各鄉鎮市區不同月份 的用水評估未能完全掌握，為正確評估未來工業用水需求量，建議未來應結合自來水事 業單位，進一步評估各月份的用水量，以評估更細節的用水規劃。農業用水部分目前僅 考慮水田，未來可將種植蔬菜、水果、或其他經濟作物之用水量納入考量。但在農業用 水資料取得部分，執行上諸多困難，若能將所有水資源相關資料整合至一資料庫或供享 平台，可提高計畫執行效率與降低評估結果之不確定性。
由於氣候變遷可能導致作物生長期或適合種植的作物改變，造成水資源需求的改變，
故建議未來可結合農業政策，同時評估氣候變遷導致農作物制度調整對水資源需求之影 響，並分析可供水量變化對糧食生產之影響。目前本研究對脆弱度評估僅使用單一因子 做計算，未來可將與用水相關之因子納入考量。此外，於氣候變遷對地下水補注量之衝 擊評估，僅使用水平衡之概念作估算，並未建構地下水含水層模式。為能確實了解地下 水可使用量，未來可針對地下水豐富之地區建構地下水模式。
根據北部區域水資源脆弱度、危害度及風險地圖，可了解在未來氣候變遷下哪些區 域會容易產生缺水事件，且造成缺水之因素可能為何，此類資訊可供相關單位盡早準備 因應措施。然氣候變遷可能有不確定性產生，因此建議後續研究除針對氣候變遷對未來 氣象條件之不確定性進行分析研究之外，對水文事件即可供水量等亦須進行不確定性分 析，甚至在強化策略部分亦應考慮氣候變遷的不確定性可能對調適策略造成的影響。
參考文獻
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