曾文水庫運用規線修訂對灌溉標的用水量之影響

摘要

　　曾文水庫自民國六十三年一月正式開始營運迄今已分期採用 3 種規線，經修正水庫運用規線或計畫分配水量將改變各標的實際用水量，以致修正後之用水量有別於建庫時期分配予各標的之用水量，導致灌溉標的用水量及其權益迭受影響。本研究模擬曾文水庫在前述諸規線下之供水過程，統計各標的在不同規線下之用水量，探討不同規線間各標的分配水量之實用與調用狀況。由於各規線之總供應水量不同，對於新增供水量之權屬，本研究建議依據建庫時各標的實際分配用水量之比例加以分配。

關鍵字：運用規線、用水權益、分配水量

一、前言

　　曾文水庫位於曾文溪上游之柳藤潭峽谷，為一多目標水庫，用水標的包括：灌溉用水、公共給水、工業用水、水力發電及防洪，發電以配合灌溉及給水需要為原則，水庫從民國 56 年底開始動工興建，至民國 62 年 10 月完成，於民國 63 年 1 月正式發電供水營運。營運迄今已分期採用 3 種規線；建庫初期各標的計畫分配水量為灌溉用水 96,382 萬噸、公共給水 5,760 萬噸；民國七十五年改採 T10 規線，調整分配水量為灌溉用水 90,000 萬噸、公共給水 12,000 萬噸及工業用水 2,700 萬噸；自民國八十六年起修正蓄水上限並開始採用 MT10 規線，目前計畫核定分配水量為灌溉用水 90,000 萬噸、公共給水 12,000 萬噸及工業用水 2,700 萬噸，合計 104,700 萬噸，但由於灌溉用水限於水文條件及配合各種政策等因素實施閒歇灌溉，減少甘蔗雜作灌溉等各項減供水措施，以致於平水年運用水量約僅七億八千萬噸左右。

　　各標的用水狀況也由於社會生活型態變遷、人口密度增加、產業結構改變及耕種面積縮減等種種因素影響略有變動，此變動部分主要係灌溉用水移轉與公共給水及工業用水使用者；灌溉用水屬早期開發事業，在曾文水庫的建設經費上分攤較大的部分，鑒於灌溉標的已依水利法優先取得水權，只要取得之水權仍用於標的所必需，則政府宜對農民權益予以維護，且依水利法第十八條之一『多目標水庫用水標的之順序，依主管機關核准之計畫定之。但各標的權利人另有協議，並報主管機關核定者，從其協議。』之規定，在各標的既有權利水量不變原則下，若因用水環境改變以致實用分配水量調整，其用水差量應予補償。在此前提下，公共給水及工業用水亦需負擔灌溉標的遭受調用之損失。本研究依現行供水計畫重新模擬 T1 及 MT10 運用規線下之供水過程，並統計各標的在不同規線下之用水量，探討不同規線間各標的分配水量之實用與調用狀況，同時建議其他調用水量之用水標的給予灌溉用水適當補償，以提高灌溉標的將節餘水量調出之意願，充份發揮水資源應有之效益。

二、各標的需用水量

2.1　各標的用水需求

　　曾文水庫自民國 63 年 1 月正式開始營運，此時適逢自來水公司成立初期，除第六區管理處所屬潭頂水廠即時取用之外，其餘因取水與淨水設施上未及時興建，故 63 年 1 月至 66 年水庫進蓄水雖然很充沛，公共給水年使用量僅有 3,000 萬噸左右。後來由於人口逐漸增加、生活品質用水普及率均提高，並且工業發達導致用水量逐年增加，又自 69 年以來遭遇亢旱頻繁影響農作物灌溉，嘉南水利會認為已損及其權益，水利代表聯名向台灣省議會陳情補償。省府建設廳於民國 73 年初審核各標的年用水分配核定分配水量為：灌溉 9 億噸、公共給水 1.2 億噸、工業用水 2,700 萬噸，合計 104,700 萬噸提報省府第六九六次首長會談奉裁核備查，並由前曾管局於民國 73 年至 75 年委託農工中心及中國農業工程學會辦理「曾文水庫長期多目標經營計劃研究」_[2][3]研擬並經審議小組審定各標的合理用水分配及其移用水補償原則及計算方式提報76年8月17日省府第八一三次首長會談，奉准核備平水年基準分配用水灌溉 9 億噸、公共給水 1.2 億噸、工業用水 2,700 萬噸，合計 104,700 萬噸。

2.2　系統出水能力

　　曾文水庫建庫初採用T1規線_[4][11]， 9 月份蓄水上限為 6.86 億立方公尺，相當於標高 230 公尺，其後民國 75 年 3 月根據「曾文水庫多目標運用規則之檢討」_[9][10]中，提出 T10 規線，於民國 78 年公佈實施， T10 規線之上限為標高 225 公尺，在兼顧水庫安全提高營運績效及配合水庫各標的用水需求原則下，民國 82 年農工中心於「曾文水庫合理配水因應方案與應用規線之分析」_[8]中建議修正 T10 規線之上限，自 9 月至 11 月上旬上限提高為標高 227 公尺，此為 MT10 規線，於民國 85 年公佈實施。

　　曾文水庫歷年來所使用的三個規線 T1 、 T10 、 MT10 之蓄水利用規則簡略對照如下：

1. T1 規線與 T10 規線運用規則：

（1）蓄水量在下限與嚴重下限之間：

公共給水按基準供水量供應，工業用水及灌溉用水量則按基準供水量之 78 % 供應。

（2）蓄水量在嚴重下限以下：

公共給水按基準供水量之 70 % 供應，工業用水及灌溉用水量則按基準供水量之 51 % 供應。

2. MT10 規線運用規則：

（1） 蓄水量在下限與嚴重下限之間：

公共給水按基準供水量供應，工業用水及灌溉用水量則按基準供水量之 75 % 供應；

（2） 蓄水量在嚴重下限以下：

公共給水按基準供水量之 80 % 供應，工業用水及灌溉用水量則按基準供水量之 50 % 供應。

2.3　系統營運水量模擬

　　考慮水文環境變遷以及資料正確性之影響，研究中建議模擬系統營運水量時，採民國 64 年曾文水庫建庫後至民國 88 年之入流量資料。營運水量為在計畫供水量之供水目標下，水庫依據運用規線營運之實際有效出水量，研究中以實際營運報表記錄統計之營運水量為歷史營運水量（以下簡稱歷史水量），以長期水文過程模擬下之年平均營運水量為模擬營運水量（以下簡稱模擬水量）。

　　由於烏山頭水庫在曾文水庫建庫以前具獨立出水能力，根據曾文水庫建設誌提及烏山頭水庫原營運水量為 32,975 萬噸；根據民國 64 年農工中心「烏山頭水系灌溉配水計畫與灌溉用水量推估之有關研究」中，調查出民國 47 年至民國 61 年烏山頭水庫各期作物每年實際放水深，配合灌區面積計算得烏山頭年平均用水量約為 40,810 萬噸；根據嘉南水利會提供「民國 52 年度管理工作實績檢討案」中統計，自民國 30 年至民國 52 年統計資料，可得年平均用水量為 44,208 萬噸。

　　由於實際營運時會因水文不同情況而有休耕或是閒歇性灌溉等因素，因此烏山頭水庫既有出水能力建議宜採用嘉南農田水利會歷史資料統計，取自民國 30 年至民國 52 年之平均歷史水量為 44,208 萬噸。

　　表 1 為曾文水庫營運以來公佈施行之三條規線時間與運用規則，研究中先模擬曾文-烏山頭系統串聯運用之營運水量，並以東口取水量為基準，曾文水庫至東口取水口之輸水損失百分比計算是採用「曾文、烏山頭水庫串聯運用引水量蒸發滲漏輸水損失問題探討改善研究」_[7]，報告中所得輸水損失率約 9.5 % ，配合曾文水庫建庫後之入流量資料，模擬所得的結果如表 2 所示。

　　由於在模擬過程中僅依運用規線放水，並未將實際管理層面因素放入模式，例如休耕、輪灌與閒歇性灌溉等因素之影響，因此另依各規線之實施時間與該時段之歷史蓄水量為起始蓄水下，分別模擬各規線在各實施時間下之歷史模擬營運水量，並與實際歷史營運水量比較，由各標的修訂之分配水量 T10 規線實施年份起，歷史模擬水量之平均值與實際歷史報表記錄平均值之比值 0.898 ，依此比例調整後得表 2 各標的模擬水量，如表 3 。

　　本研究以 MT10 規線模擬得到初步合理營運水量，可得曾文水庫有效營運總水量為 32,153 萬噸，分別為灌溉標的 20,887 萬噸，公共給水 9,320 萬噸，工業用水 1,946 萬噸，如表 4 所示。

三、建設財源與償債計畫

　　曾文水庫為一多目標計畫，各用水標的應分攤之總工程費用依「可分離成本剩餘效益法」_[5]計算；其中，灌溉用水標的分攤 59.13 % ，公共給水分攤 21.40 % ，發電標的分攤 18.67 % ，而防洪標的僅分攤 0.80 % 。曾文水庫總工程費用係由政府負責統籌，其中政府編列預算投資 24.59 億元（約佔總額之 40.72 % ），其餘 35.80 億元則以舉債與發行糧食債券等方式籌集，因此必須在水庫完成後，從各標的之營運收入中扣除水庫營運管理費用後之餘款作為還本付息之財源，如表 5 所示。

　　灌溉用水方面係衡量農民受益程度、負擔能力及水庫債務償還需要，依據「量能課徵」之原則自民國 64 年 7 月 1 日起開徵水庫灌溉工程費，為期 30 年，預計徵收稻穀 7,014 萬公斤及現金 30.18 億元。惟自民國 70 年起社會型態變遷，農業所得偏低加以陸續遭逢水旱災損失使農村景氣不佳，導致出現農民透過民意代表激烈反應，政府乃體察民意本於照顧農民減輕農民負擔之德意，自民國 77 年度起全面停徵水庫灌溉工程費_[1]。政府為避免灌溉工程費之遽予停徵而造成水庫償債計畫之困難，乃採取由政府一次補助的方式以挹注其短差，總計對尚待徵收 16 年金額約 20.35 億的灌溉工程費，以年息 7.42 % 折算現值約 11.46 億元，自民國 78 年度起分兩年加計利息由中央及省府各半負擔補助之。

　　另外，發電與給水標的並未負擔建設費用，所共同負擔之債務清償係採計量收費的方式辦理，且所有之債務已於民國 80 年 6 月底透過自來水公司以預付水價方式一次償還；前曾文水庫管理局接獲此預收水價後即作有效之財務運用，除陸續償還貸款本息外並作短期調度孳息，及至 82 年 4 月間償還中美基金本息後，自此前曾文水庫管理局即成為零負債之事業機構。

　　目前每年水庫之營運管理成本則由發電、公共給水及工業用水等標的共同分攤。

四、新增水量及分配水量權屬

　　依水利法第十八條之一『多目標水庫用水標的之順序，依主管機關核准之計畫定之。但各標的權利人另有協議，並報主管機關核定者，從其協議。』之規定，多目標水庫於建設時各標的所分得之用水權利，在該標的所負擔之建設成本尚未轉移至其他用水標的承擔下，不應侵害其用水權利，而若標的水量調配予其他用水標的時，補償費應包含用水成本及缺水損失。原則上各用水標的應負擔該用水標的之營運管理成本，惟當其水量調用給另一用水標的時，調用水量標的則應負擔該水量部分之營運管理成本。因此，由 T1 規線計畫供水量 102,140 萬噸增加至 MT10 規線計畫供水量 104,700 萬噸下，營運水量應依分配比例分配權利水量至各用水標的。

　　運用規線修訂後，計畫分配水量隨之調整，各標的實際用水量也相對改變。由前述模擬各蓄水規線下之用水過程，得到各標的在不同供水情況之營運水量變化，並統計於表 6 ，此水量分布可用以探討曾文水庫運用規線修訂對灌溉用水量之影響，茲將不同蓄水規線運用之各標的水量變化情況敘述於下。

1. T1規線及MT10規線之模擬營運水量比較

　　由表 3 可知在 T1 規線下，扣除烏山頭水庫原運用水量後，系統模擬水量為 30,591 萬噸；若改以 MT10 規線營運，可使系統模擬水量提高至 32,153 萬噸；其中包括灌溉用水調用量 -5,243 萬噸，屬嘉南水利會，及非灌溉用水 6,802 萬噸，合計新增供水量共 1,562 萬噸，此量屬曾文水庫重新分配量，新增水量權屬依現行規線下之各標的計畫供水量比例分配，可得灌溉用水 1,343 萬噸，公共給水 179 萬噸，工業用水 40 萬噸，如表 6 所示。

2. 各標的用水分配及利用水量權屬

　　本研究分析結果顯示，灌溉用水需求在 MT10 規線下將減少 6,586 萬立方公尺，依水利法規定此水量應由政府收回重新分配給其他標的；鑑於此水量係興建多目標水庫所獲得，若要移用予其他標的使用，則政府及移用標的需給予適當之補償，因此，目前水量權屬仍歸灌溉標的所有，其他標的係以支付嘉南水利會渠道使用及輸水損失等管理成本，調用灌溉標的部分水量。由表 6 可知，各標的實際營運水量主要包括三部份：

（1）T1 規線分配水量：此量係模擬之系統營運水量，參考表 3 。

（2）MT10 規線新增水量：此量參考表 4 ，新增水量已依合理比例分配。

（3）灌溉用水調用量：此量係灌溉用水可能損失量。

　　本研究依此原則，將曾文水庫自 T1 規線調整至 MT10 規線，其中水量變化情形整理於表 7 ，並以圖示方式繪製於圖 1 ，以釐清各標的營運水量權屬。

五、水量分析討論

1. 運用規線調整與折扣供水比率調整

　　本研究採用營運水量探討各用水標的間之水量變化，其中除運用規線調整外，各用水標的在不同蓄水狀況下之折扣供水比率調整均會影響各標的營運水量，而營運水量的改變，即代表各標的間用水量的互動，若依建設標的來分，其各標的間之權益水量亦受影響，研究中認為若未來重新檢討規線、折扣供水比率或分配水量調整，均宜依本研究所提步驟檢討營運水量權屬。

2. 歷史水量對模擬營運水量之影響

　　基於蓄水量限制下，嘉南農田水利會可能會實施休耕或間歇性灌溉，並導致灌溉用水歷史水量較模擬水量為低，而公共給水、工業用水因灌溉水量減少而使得歷史水量較模擬水量為高，此部份應屬實際營運狀況，然若受政策或預期性缺水影響下之休耕或間歇性灌溉，屬非實際營運下所產生之自然狀況，在統計歷史水量特性時宜另行剔除，以民國 86 年至 88 年間水庫水量充足，幾乎可滿足所有標的需求水量，但實際灌溉水量較歷史模擬水量為低，該歷史水量有偏低的情況。又自民國 74 年起，灌溉用水有調用情形，使歷史水量難以評估各標的真正營運水量，故研究中暫以年總歷史模擬水量與年總歷史水量的比例調整年總模擬營運水量，未來仍應再檢討此比例之可信度。

3. T1 規線與 MT10 規線用水特性

　　在進行歷史模擬水量與歷史水量的比例分析時， T1 規線比例接近 1，T10 與 MT10 規線比例較小，探討其可能原因為分配水量的差異導致用水決策的改變，在 T1 規線中公共用水與工業用水佔總供水比例 5 %，在 MT10 規線中公共用水與工業用水佔總供水比例 14 %，在 T1 規線下若發生蓄水量不足可能缺水的情況時，灌溉用水可透過加強管理或間歇性灌溉將必要的公共給水調出，在 MT10 規線下則較難在不影響農作物下達成此目標，因此 T1 規線之歷史模擬水量較接近歷史水量，而在 T10 及 MT10 規線可能考量優先滿足公共給水下，所配合之灌溉計劃如休耕或其他因素導致灌溉用水下降，使得歷史模擬水量高於歷史水量，然此灌溉計畫的決策基於心理預期性缺水或配合政府政策的影響難以正確評估，因此研究中不討論此部分之影響。

4. 烏山頭水庫既有出水能力

　　研究中所採用之烏山頭水庫既有出水能力即為烏山頭水庫之歷史營運水量，係根據民國 30 年至民國 52 年之平均歷史水量，烏山頭水庫既有出水能力乃由該時期之灌溉需求水量、烏山頭水庫庫容、東口取水口能力、烏山頭水庫進水量等狀況下而得，烏山頭水庫完成初期，滿水位之總蓄水量 15,416 萬噸，民國八十六年有效蓄水量為 8,911 萬噸，欲合理評估烏山頭水庫現況既有出水能力，宜採現況有效蓄水量 8,911 萬噸及曾文水庫建庫前之灌溉需水量進行評估，惟相關資料多不可考，難以進行分析，因此研究中僅採歷史水量平均以取得公信。

　　若採烏山頭水庫在曾文-烏山頭水庫系統中之貢獻量分析時，可分成在現況計畫供水量下系統無曾文水庫之營運水量及系統無烏山頭水庫營運水量減少量兩種觀點分析，採民國 64 年至 88 年水文資料分析下，無曾文水庫之營運水量約為 51,515 萬噸，無烏山頭水庫營運水量減少量約為 1,634 萬噸，由於烏山頭水庫庫容小，下游計畫供水量大，在無曾文水庫之營運狀況幾乎為直接引水後供水，蓄水僅能發揮 1 ~ 2 旬之調節能力，年缺水指標高達 19.305 ，完全視天然流量狀況供水，因此在無曾文水庫下，計畫供水量亦不會提升，現況營運水量亦會較歷史水量為低；在無烏山頭水庫下，曾文水庫仍能憑藉其大庫容量發揮蓄豐濟枯之功能，其營運水量約下降 2 % ，營運狀況主要在每年 2 月整田時，將發生缺水，其限制為東口取水口不足以輸送足夠之整田用水供灌溉使用，以此評估烏山頭水庫對系統主要貢獻，應為配合運用烏山頭水庫 1 ~ 2 旬的調節能力滿足整田時期曾文水庫不足之整田用水。

六、結論與建議

6.1　結論

1. 未來重新檢討規線、折扣供水比率或分配水量調整，均宜依本研究所提步驟檢討營運水量權屬，並探討各用水標的間之水量變化。
   
2. 研究結果顯示水庫營運規線修訂將減少灌溉標的供應水量，此水量係由效益較高之公共給水及工業用水所調用。
   
3. 研究中討論曾文-烏山頭水庫系統之營運水量，有助於了解烏山頭水庫在聯合系統下之貢獻，並分別探討曾文水庫在建庫時期之營運水量、裁定新計畫供水量下對灌溉用水營運水量影響及新計畫供水量下新增營運水量，此水量有助於灌溉標的在權利水量受到損益時，做為尋求補償之籌碼。

6.2　建議

1. 目前模擬僅從曾文水庫放水至東口取水為止，尚未將烏山頭水庫本身集水區流出水量與滲漏量納入考慮，未來可做進一步之研究。
   
2. 未來宜依曾文水庫與烏山頭水庫最新庫容及輸水損失重新檢討聯合運用規線，並評估烏山頭水庫既有出水能力。
   
3. 模擬營運水量調整比例受歷史營運水量影響，歷史營運水量又受調配水量、休耕、政策或預期性缺水影響下難以正確評估，宜探討或加入相關因素模擬歷史營運水量，以推估更精確之營運水量權屬。

謝誌

　　本研究承蒙經濟部水利處南區水資源局經管組余恭課長、詹振山先生、鄭義仲先生，嘉南農田水利會許勝雄股長，台灣省自來水公司謝發清副總工程師，及中華民國水利技師工會理事長簡俊彥先生之指導及參與研究，所提供之寶貴意見使本研究成果更臻完整，謹致謝忱。

參考文獻

1. 「曾文水庫償債計畫」，台（70）忠授一字第０八二四五號函。
2. 中國農業工程學會，「曾文水庫長期多目標經營計畫第三期研究　專題報告　公共給水及工業用水之檢討」，台灣省曾文水庫管理局，民國 75 年 6 月。
3. 中國農業工程學會，「曾文水庫長期多目標經營計畫第三期研究　專題報告　供水量之分析」，台灣省曾文水庫管理局，民國 75 年 6 月。
4. 日本工營株式會社，「曾文水庫運用與維護手冊」，台灣省曾文水庫管理局，民國 64 年 12 月。
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8. 財團法人農業工程研究中心，「曾文水庫在緊急情況下運轉操作之探討　第三部分　合理配水因應方案與應用規線之分析」，台灣省曾文水庫管理局，民國 82 年 8 月。
9. 國立台灣大學工學院土木工程研究所，「曾文水庫多目標運用規則之檢討　附錄」，台灣省曾文水庫管理局，民國 75 年 3 月。
10. 國立台灣大學工學院土木工程研究所，「曾文水庫多目標運用規則之檢討」，台灣省曾文水庫管理局，民國 75 年 3 月。
11. 國立台灣大學農業工程學系，「曾文水庫多目標運轉規則之研究」，台灣省曾文水庫管理局，民國 65 年 12 月。

圖 1　曾文水庫 MT10 規線營運水量分配圖