102年計畫四、高雄地區水資源供需風險及經濟面影響研究

高雄地區水資源供需風險及經濟面影響研究

游保杉教授-水文分析組

• 執行日期

102/12/19 至 103/12/31

• 經費

4,360,000 元

• 委託單位

經濟部水利署南區水資源局

• 摘要

臺灣降雨量分布不均，且近年來受氣候變遷影響，水資源供需面臨諸多問題，尤其南部地區影響程度最為顯著。復以民國98年8月莫拉克颱風侵襲，南部主要水庫如曾文、南化水庫集水區增加大量沖蝕及崩塌地，水庫淤積量較颱風前增加約1.1億立方公尺，對供水穩定影響甚鉅。將氣候變遷影響納入考量以強化現有水資源規劃與風險管理決策是相當重要之課題。

大高雄地區主要水源係引取高屏溪川流水，因南部地區豐枯比達9：1，汛期原水濁度高，枯水期河川水量不足，導致高雄地區供水高度不穩定；依科技部氣候變遷研究，未來將豐者愈豐、枯者愈枯，亦即高雄地區缺水風險將大幅增加。目前大高雄地區自來水系統供水能力低於需求，供水缺口係以移撥農業用水、抽取地下水及由臺南跨區調度因應，惟枯水期時河川水量不足，移用農業用水可能影響農業發展。

本計畫主要工作項目將蒐集高雄地區水資源供需現況，分析在氣候變遷下之水文趨勢，推估未來用水成長，並據此分析高雄地區缺水狀況及水資源供需穩定度及風險度，評估高雄地區各供水區的缺水容忍度及水源量的狀況，並探討高雄地區水資源供需風險及其對經濟面影響，進而建置「高雄地區水資源供需風險及經濟影響分析系統」，提供管理決策單位一個可實際操作、調整及設定系統參數之資訊系統。

本計畫主要成果如下：

• 高雄地區水文趨勢：
• 現況降雨趨勢整體而言，如下表所示：

• 氣候變遷下之水文趨勢分析結果：
• 降雨量分析於A1B情境各組GCM模式下，南部區域集水區之梅雨降雨量有增加之趨勢，降雨總日數大致上有略為增加。夏季降雨總量有增加亦有減少，並無特定之趨勢，而降雨總日數大致上皆呈現減少。季風雨總量則大致上呈現減少之趨勢，降雨總日數大致上皆呈現減少之情況。
• 地面水受氣候變遷之衝擊分析在綜觀各集水區於不同GCM之模擬情況下，整體而言，氣候變遷造成未來豐水期之流量變化趨勢較無一致之情況，而枯水期則可能平均減少8%至10%之流量。
• 氣候變遷對地下水影響部分，經模擬CSMK35、GFCM21、MIMR、MPEH5與MRCGCM等五種降雨情境對地下水位影響並不大，推估其原因為五種情境在季風雨、梅雨與夏季降雨均有增加或減少趨勢，一年之中增加與減少之雨量相互抵銷，因此基期地下水位與未來地下水位變化不大。
• 高雄地區工業、生活及農業缺水檢討分析：
• 本計畫藉由兩個方案模擬來分析高雄地區現況水資源之供需情況，方案1係以現有水源措施進行高雄地區水資源供需模擬，而無考慮任何水源調配措施，而方案2除現有常態水源措施外，尚將農業用水移用措施納入考慮，以更貼近高雄地區之水源供需現況。

• 缺水容忍度以問卷調查，生活用水受訪者在完全沒有水可以使用時，可以忍受停水天數以1天最多佔4%；其次是2天，佔23.4%。生活用水分區輪流缺水容忍度中受訪者以停一天、供一天較能接受(缺水率50%)，佔85.5%。其餘方案較難接受。計畫型限水措施以每天停水4小時、每天停水8小時兩方案較可接受。
• 農業缺水容忍度以缺水率來進行操作，目前尚無發生一級(缺水率50%)以上嚴重缺水災害，二級(缺水率40%)、三級(缺水率30%)則透過管理輪灌方式處理，各灌區有差異，一般7天輪灌一次，亦即7天為農業可容忍程度。
• 高雄地區水源設施及多元化供水最適化規劃：
• 高雄地區地層下陷問題相對不嚴重，民國95-100年主要在岡山區、茄萣區、梓官區與彌陀區之間有3~4公分的累積下陷量，未來高雄地區水源相關規劃，需注意地下水抽用情形。
• 高屏溪水質大多可符合水體水質分類標準，高屏溪流域受豪雨造成土石流沖刷影響，無機質懸浮固體泥沙值有明顯偏高現象，流量大則濁度越高，流量與濁度二者具有正相關性，流量、濁度與臺灣地區季節(雨、旱)亦具正相關性。
• 本計畫分析結果顯示：若欲滿足民國120年節水中成長需水量(178.9萬噸/日)以及趨勢中成長需水量(194.5萬噸/日)，9個水資源措施方案中僅方案8能提供足夠水量，其方案8為地下水復抽(10萬噸)+高屏大湖(10萬噸)+曾文越域(29.9萬噸)+原支援臺南水源(6.6萬噸)之水源設施。以節水中成長需水量(民國120年每人每日229公升)來看，豐水期水量充沛高雄水資源系統用水無虞，而枯水期則可能有略為缺水的情況發生；以趨勢中成長需水量來看，高雄水資源系統豐水期水量充沛，即使將氣候變遷納入考慮其用水亦無虞，而枯水期則有些微供水缺口(約9萬噸/日)，若將氣候變遷影響納入考慮，其供水缺口則增至17.1萬噸/日。建議以備援用水(例如：地下水)因應略為缺水之情況。
• 高雄地區未來水資源需求情境：未來自來水用水需求為依據工業用水低、中、高推估結果，再加上生活用水推估。在目標年民國120年工業用水低成長加上生活用水保守情境下，低成長需水量為66萬噸/日。中成長需水量194.50萬噸/日，高成長需水量208.38萬噸/日。若考量節水趨勢，目標年民國120年工業用水節水中成長加上生活節水，需水量177.12萬噸/日。考量目前規劃中且推動較為順利之水源設施，於民國120年高雄地區水源之供水能力為161.4萬噸/日推估供水缺口之水量低成長需水量供水仍不足26.26萬噸/日，中成長需水量不足33.10萬噸/日，高成長需水量不足46.98萬噸/日，節水中成長需水量不足15.72萬噸/日。
• 高雄地區供水穩定度及風險度：基期(Baseline)分析計算各方案之風險度結果顯示在水源供需風險度上方案1~方案7之結果以大寮區及林園區風險度為第4級為「高」，需加強其調適策略。方案8以地下水復抽(10萬噸)+高屏大湖(10萬噸)+曾文越域(29.9萬噸)+原支援臺南水源(6.6萬噸)之結果呈現林園區及大寮區風險度由4級降為3級，亦原危險度中級之區域有下降趨勢。此一結果說明採用方案8之效果較為顯著。
• 高雄地區供水穩定度對經濟面影響：在未來各個節水中成長之供水措施分析下，其所增加經濟效益之幅度較趨勢中成長之供水措施來得大，說明了未來在有節水措施的實施下，對於高雄地區之生活用水將產生更大之經濟效益。
• 本計畫所開發之「高雄地區水資源供需風險及經濟影響分析系統」，可依據報告中的既有設定，顯示相關成果，同時系統提供自訂方式，可由使用者針對欲模擬之情境，透過資訊系統進行各項參數的設定進行即時運算及分析，彙整相關產出及顯示成果。