摘要
水是人們賴以生存和經濟不斷發展的基礎，隨著經濟、人口增長及生活水準的提高，用水需求不斷增加，水資源供給壓力日益加重，造成環境生態負荷的增加，如何取得水資源與經濟、社會、生態環境的平衡發展，達到水資源的永續利用，是當代人類所面臨的重大考驗。
離島澎湖長期忍受缺水之苦，政府亦為澎湖水資源問題煞費苦心，本研究之目的即在建立澎湖縣水資源永續發展指標系統，進而建構系統動力學模型進行模擬與情境分析，以瞭解澎湖縣水資源永續發展相關議題的現況與問題所在，並提出建言供政府決策參考。首先整理水資源永續發展指標體系相關文獻，並採聯合國建議之D-S-R（Driving forces-State-Response）指標架構，初步擬定適合澎湖縣本土環境特質的水資源永續發展指標系統，進而以德爾菲法與層級分析法進行評估，然後據以建構系統動力學模型，進行模擬與情境分析。
本研究所建立的驅動力-狀態-回應（D-S-R）澎湖縣水資源永續發展指標系統，共43項指標，分屬水質保護及集水區保育管理、地下水保育管理、多元化水資源利用開發、水資源調配管理、旱澇災害損失減免、節約用水措施推動、水資源科技研究發展、人力培育與愛護水資源教育等八大類，其中驅動力指標計14項，狀態指標計14項，回應指標計15項。
本研究所建構的系統動力模型，驅動力方面係以人口數與遊客數將持續增長來代表社會經濟發展；狀態方面係取地下水超抽導致海水入侵而鹽化以及人民健康福祉為代表；回應方面擬訂了地下水管制、興建海水淡化廠、合理調整水價、節約用水措施等四項策略。由模式模擬與情境分析結果可知，澎湖縣水資源嚴重缺乏，合理水價調整與節約用水措施，對減緩地下水超抽效果有限；地下水管制可適度減緩地下水超抽情形，卻無法舒緩用水需求的增加；唯興建海水淡化廠可滿足持續增加的用水需求，對減緩水資源生態與水環境品質惡化的效果最為顯著。
改善水資源不足的策略通常可從開源與節流兩個方向著手，本研究認為澎湖縣水資源永續發展的關鍵，主要在於深層地下水超抽對生態環境的破壞，以及興建海水淡化廠對海洋生態資源的負面影響；深層地下水超抽導致海水入侵而鹽化的因果關係已非常明確，但海水淡化廠所排放廢水對澎湖縣豐富海洋資源所造成的影響並不明確，現地住民（漁民）對海淡廠的興建仍有疑慮，有待更深入地分析研究。

Abstract
Water is the essential resource of people for their livelihood and is the foundation for the economy to develop unceasingly. Based on the trend of economic growth, population growth, and the improvement of the quality of life, the demand for water is expected to continuously increase. When the demand for water resources is continuing to increase, burdens are added to the environment and ecology. The severe challenge for human beings is how to promote the sustainable development of economy, society, an ecological environment, and to achieve sustainable use of water resources.
The Penghu Island has endured water scarcity for a long time. The government also takes great pains over the water resource problem. The purpose of this study is to establish indicators of a framework for the sustainable development of water resources in Penghu County. This can be used to construct a model of the system dynamics to conduct simulations of various scenarios. After that, we can understand the current situation and problems of the subject of water resources and sustainable development in Penghu County to provide suggestions for the government to make decisions. First, literature should be collected that relates to the indicators of a sustainable development system of water resources, adopting the D-S-R (Driving forces-State-Response）indicator framework proposed by the United Nations. We should draw up a water resource sustainable development indicators system which suits the characteristic of the native environment in Penghu County initially, estimating by using Delphi and AHP. Moreover, we will construct a model of the system dynamics and proceed to do the simulation of scenarios.
There are 43 indicators in this study which built up the D-S-R water resources sustainable development indicator framework in Penghu County. They belong to 8 different assessment categories, which include watershed conservation and management, groundwater conservation and management, diverse use and development of water resources, allocation and management of water resources, drought and flood mitigation, promotion of water conservation measures, technology research and develop of water resources, personnel training and education about cherishing water resources. Among them, there are 14 driving force indicators, 14 state indicators, and 15 response indicators.
According to the dynamic system model constructed in this research, the continuous increase of the population and number of tourists represent the social and economic development of the driving force aspect. When the groundwater is overdrawn, this causes the seawater to invade and it becomes salty. The State aspect is and the people's health and welfare. In the Response aspect, there are 4 strategies regarding the management scenarios, including the control of overdrawn groundwater, building a seawater desalination factory, rational water price adjustment, and the promotion of water conservation measures are drafted. According to the simulation and scenarios, some results were found, such as the rational water price adjustment and promotion of water conservation measures have a limited effect upon slowing down the groundwater overdraw because of the severe water resource shortage in Penghu County. The control of overdrawn groundwater can appropriately decelerate the groundwater being drawn excessively, but can't retard the rise in demand for water. Building a seawater desalination factory can satisfy the continuous rise in demand for water, and have the greatest effect on decelerating the aggravation of the water resource ecology and the quality of the water environment.
The strategy of improving the shortage of water resources usually can be executed from two directions: water resources development and economization. This study found that the key points to overcome in order to achieve the sustainable development of water resources in Penghu County are mainly: the destruction of the ecological environment because of deep groundwater overdraw, and the negative influence of setting up a seawater desalination factory on marine ecology resources. The relation is very clear that deep groundwater overdraw causes seawater invasion and the result is salty water. But it's not clear whether the waste water produced from the seawater desalination factory will effect the rich marine resources of Penghu County. The residents, mainly fishermen, still have doubts about building a seawater desalination factory. There should be more thorough analysis and research.

目錄
第一章 緒論………………………………………………………………………1
1.1 研究動機……………………………………………………………………1
1.2 研究目的……………………………………………………………………2
1.3 研究流程……………………………………………………………………2
1.4 研究方法……………………………………………………………………4
1.4.1 整合性評估指標架構…………………………………………………5
1.4.2 德爾菲法（Delphi Method）……………………………………………5
1.4.3 層級分析法（AHP）………………………………………………………6
1.4.4 系統動力學……………………………………………………………6
1.5 研究限制……………………………………………………………………6
第二章 文獻探討…………………………………………………………………7
2.1 澎湖縣環境背景概述………………………………………………………7
2.1.1 地理位置………………………………………………………………7
2.1.2 地形與地質……………………………………………………………8
2.1.3 水文……………………………………………………………………8
2.1.4 氣候……………………………………………………………………9
2.1.5 人口特質………………………………………………………………10
2.1.6 土地使用………………………………………………………………11
2.1.7 產業與觀光旅遊發展…………………………………………………11
2.2 澎湖縣水資源概況………………………………………………………14
2.2.1 水資源政策亟待中央專責研究並擬定長期對策……………………14
2.2.2 人為開發………………………………………………………………14
2.2.3 人為使用及污染………………………………………………………16
2.2.4 相關政策、法令及執行………………………………………………19
2.3 永續發展指標……………………………………………………………19
2.3.1 指標之概念……………………………………………………………20
2.3.2 永續發展指標…………………………………………………………21
2.3.3 永續發展指標之評選原則……………………………………………22
2.3.4 永續發展指標架構……………………………………………………25
2.3.5 地方永續發展指標……………………………………………………29
2.4 國內外水資源永續指標…………………………………………………31
2.4.1 國外水資源永續指標發展……………………………………………31
2.4.2 國內水資源永續指標發展……………………………………………38
2.5 德爾菲法（Delphi Method）……………………………………………44
2.5.1 層級分析法之內涵特性………………………………………………44
2.5.2 德爾菲法之理論基礎…………………………………………………45
2.5.3 德爾菲法之操作流程………………………………………………46
2.6 層級分析法（AHP）……………………………………………………47
2.6.1 層級分析法之內涵特性……………………………………………47
2.6.2 層級分析法之優缺點………………………………………………48
2.6.3 層級分析法之決策程序……………………………………………49
2.7 系統動力學………………………………………………………………51
2.7.1 系統動力學之組成單位……………………………………………51
2.7.2 系統動力學之基本概念……………………………………………53
2.7.3 系統動力學之基本特性……………………………………………56
2.7.4 系統動力學之建模流程……………………………………………57
2.7.5 系統動力學之應用…………………………………………………58
第三章 澎湖縣水資源永續發展指標系統架構………………………………61
3.1 澎湖縣水資源相關計畫目標及對策……………………………………61
3.1.1 國土綜合開發計畫……………………………………………………61
3.1.2 台灣21世紀議程-國家永續發展願景與政策綱領…………………62
3.1.3 新世紀水資源政策綱領………………………………………………62
3.1.4 2008年∼2012年積極推動節約用水計畫…………………………63
3.1.5 國家環境保護計畫……………………………………………………64
3.1.6 促進離島永續發展方針………………………………………………64
3.1.7 澎湖縣第二期(96-99年)離島綜合建設實施方案…………………65
3.1.8 澎湖縣綜合發展計畫…………………………………………………65
3.2 澎湖縣水資源永續發展指標系統初步評選……………………………68
3.2.1 澎湖縣水資源永續發展指標初步蒐集成果…………………………68
3.2.2 澎湖縣水資源永續發展指標系統架構與選取原則…………………69
3.2.3 澎湖縣水資源永續發展指標系統初步建構…………………………70
3.3 澎湖縣水資源永續發展指標系統之建構………………………………71
3.3.1 德爾菲法（Delphi）研究調查…………………………………………71
3.3.2 澎湖縣水資源永續發展指標評選結果與分析………………………75
3.3.3 澎湖縣水資源永續發展指標系統……………………………………79
第四章 澎湖縣水資源永續發展指標動態模式…………………………………83
4.1 層級分析法（AHP）之操作過程…………………………………………83
4.1.1 AHP之操作流程………………………………………………………83
4.1.2 層級體系之建立………………………………………………………83
4.1.3 問卷設計與訪談………………………………………………………85
4.2 層級分析法評選因子之探討……………………………………………85
4.3 量化模擬模式之建構……………………………………………………89
4.3.1 模式架構………………………………………………………………89
4.3.2 量化模擬模式…………………………………………………………91
第五章 模式驗證與情境模擬…………………………………………………101
5.1 模式驗證…………………………………………………………………101
5.1.1 系統邊界適宜性測試(Boundary Adequacy Test)…………………102
5.1.2 模型結構測試(Structure Assessment Test)……………………102
5.1.3 參數驗證測試(Parameter Assessment Test)……………………105
5.1.4 極端狀況測試(Extreme Condition Test)…………………………105
5.1.5 單位一致性測試(Dimensional Consistency Test) ……………106
5.2 情境模擬…………………………………………………………………106
5.2.1 零方案………………………………………………………………107
5.2.2 單一策略……………………………………………………………108
5.2.3 多重策略……………………………………………………………111
第六章 結論與建議……………………………………………………………117
6.1 結論………………………………………………………………………117
6.2 建議………………………………………………………………………118
參考文獻…………………………………………………………………………121
附錄一：徳爾菲法、AHP意見諮詢專家一覽表…………………………………127
附錄二：第一回合徳爾菲專家問卷………………………………………………128
附錄三：第二回合徳爾菲專家問卷、AHP問卷…………………………………134
附錄四：澎湖縣水資源永續指標STELLA程式碼與變數說明…………………142














表目錄
表2.1 澎湖縣氣象概況表………………………………………………………10
表2.2 97年底澎湖縣各鄉市人口數、戶數、每戶人口數及人口密度………10
表2-3 澎湖縣歷年人口數及戶數………………………………………………10
表2.4 澎湖縣歷年人口年齡分布………………………………………………11
表2.5 澎湖縣歷年觀光旅遊人數統計…………………………………………12
表2.6 澎湖縣大型投資計畫案彙整總表………………………………………13
表2.7 澎湖縣水庫之概況………………………………………………………15
表2.8 澎湖縣海水淡化廠之概況………………………………………………16
表2.9 OECD環境指標……………………………………………………………31
表2.10 2005年環境永續指數（ESI）之水資源指標…………………………32
表2.11 澳洲環境指標的水資源相關指標……………………………………34
表2.12 日本地域環境計畫實務必需指導手冊的水資源相關指標…………35
表2.13 WPI指標的資料要求……………………………………………………36
表2.14 聯合國WWDR水貧乏指數之水資源指標與架構………………………36
表2.15 世界水資源發展報告之水資源指標…………………………………37
表2.16 2000年永續台灣評量系統之水資源相關指標………………………39
表2.17 2002年永續台灣評量系統之水資源相關指標………………………39
表2.18 高雄市永續發展指標系統之水資源相關指標………………………39
表2.19 台北市永續發展指標系統之水資源相關指標………………………40
表2.20 高高屏永續評量系統之水資源永續指標……………………………41
表2.21 區域水資源永續利用指標體系架構…………………………………41
表2.22 宜蘭縣水資源永續指標系統架構……………………………………42
表2.23 台灣地區水貧乏指數指標之架構……………………………………42
表2.24 經濟部水資源永續發展計畫之水資源永續指標系統架構…………43
表2.25 層級分析法之優點……………………………………………………48
表2.26 層級分析法評估尺度之定義與說明…………………………………50
表2.27 國內系統動力學在水資源方面的相關研究…………………………58
表3.1 國內外水資源永續發展指標初步選取一覽表…………………………68
表3.2 初步篩選之澎湖縣水資源永續發展指標系統…………………………71
表3.3 徳爾菲法意見諮詢專家一覽表…………………………………………73
表3.4 第一回合德爾菲問卷結果………………………………………………75
表3.5 第一回合問卷專家學者建議新增項目檢討分析………………………76
表3.6 第一、第二回合德爾菲問卷檢討分析…………………………………77
表3.7 澎湖縣水資源永續發展指標系統………………………………………79
表3.8 澎湖縣水資源永續發展指標之定義及計算方法………………………80
表4.1 問卷尺度對照說明表……………………………………………………85
表4.2 問卷因子對照說明表……………………………………………………86
表4.3 澎湖縣水資源永續發展指標AHP問卷範例……………………………86
表4.4 趨動力指標調查結果（範例）…………………………………………86
表4.5 趨動力指標調查權重值（範例）………………………………………87
表4.6 一致性檢定結果…………………………………………………………87
表4.7 澎湖縣水資源永續發展指標層級分析結果……………………………88
表4.8 驅動力子系統線流圖變數說明…………………………………………92
表4.9 狀態子系統線流圖變數說明……………………………………………95
表4.10 回應子系統線流圖變數說明…………………………………………99
表4.11 海水淡化成本…………………………………………………………100


























圖目錄
圖1.1 研究流程圖………………………………………………………………3
圖1.2 建構澎湖縣水資源永續發展指標之工作流程…………………………4
圖1.3 問題研究架構示意圖……………………………………………………5
圖2.1 澎湖縣地理位置與行政區域圖…………………………………………7
圖2.2 澎湖縣自來水系統深井數及水位變化…………………………………15
圖2.3 澎湖縣自來水（平均每人每日用水量）變化圖………………………17
圖2.4 澎湖地區未來日需水量預測圖…………………………………………17
圖2.5 溝通對象與資料量示意圖………………………………………………20
圖2.6 OECD的P-S-R指標架構圖………………………………………………25
圖2.7 聯合國之D-S-R指標架構圖……………………………………………26
圖2.8 英國之經濟-環境-行動者指標架構圖…………………………………26
圖2.9 DPSIR架構示意圖………………………………………………………27
圖2.10 永續台灣評量系統架構圖……………………………………………28
圖2.11 PSR架構下的永續指標與決策關係圖…………………………………28
圖2.12 都市台灣基本架構圖…………………………………………………29
圖2.13 德爾菲法之操作流程…………………………………………………46
圖2.14 系統的基本架構………………………………………………………54
圖2.15 房間溫度調節回饋系統………………………………………………54
圖2.16 系統思考之回饋環路…………………………………………………55
圖2.17 正回饋環路及其趨勢…………………………………………………56
圖2.18 負回饋環路及其趨勢…………………………………………………56
圖2.19 有Delay結構之負回饋環路…………………………………………56
圖3.1 本研究德爾菲法問卷調查流程………………………………………72
圖3.2 澎湖縣水資源永續發展指標架構……………………………………78
圖4.1 AHP之操作流程………………………………………………………83
圖4.2 澎湖縣水資源永續發展指標架構……………………………………84
圖4.3 澎湖縣水資源永續發展指標主要因果回饋圖………………………90
圖4.4 澎湖縣水資源永續發展指標DSR架構圖……………………………90
圖4.5 驅動力子系統因果回饋圖……………………………………………91
圖4.6 驅動力子系統之線流圖………………………………………………92
圖4.7 狀態子系統因果回饋圖………………………………………………94
圖4.8 狀態子系統線流圖………………………………………………………94
圖4.9 回應子系統因果回饋圖…………………………………………………97
圖4.10 回應子系統之線流圖…………………………………………………98
圖5.1 現況模擬之驅動力子系統主要積量圖………………………………103
圖5.2 現況模擬之狀態子系統主要積量圖…………………………………103
圖5.3 現況模擬人口資料與歷史資料趨勢比較圖…………………………104
圖5.4 現況模擬遊客數資料與歷史資料趨勢比較圖…………………………104
圖5.5 現況模擬每人每日生活用水量資料與歷史資料趨勢比較圖…………104
圖5.6 極端條件測試圖…………………………………………………………106
圖5.7 零方案下之驅動力子系統主要積量變數趨勢圖………………………107
圖5.8 零方案下之狀態子系統主要積量變數趨勢圖…………………………107
圖5.9 實施地下水管制下之驅動力子系統主要積量變數趨勢圖……………108
圖5.10 實施地下水管制下之狀態子系統主要積量變數趨勢圖……………108
圖5.11 合理水價調整下之驅動力子系統主要積量變數趨勢圖……………109
圖5.12 合理水價調整下之狀態子系統主要積量變數趨勢圖………………109
圖5.13 實施節約用水措施下之驅動力子系統主要積量變數趨勢圖………110
圖5.14 實施節約用水措施下之狀態子系統主要積量變數趨勢圖…………110
圖5.15 興建海水淡化廠下之驅動力子系統主要積量變數趨勢圖…………111
圖5.16 興建海水淡化廠下之狀態子系統主要積量變數趨勢圖……………111
圖5.17 地下水管制與興建海水淡化廠策略搭配實施模擬趨勢圖…………112
圖5.18 合理水價調整與節約用水措施搭配實施模擬趨勢圖………………112
圖5.19 合理水價調整與興建海水淡化廠策略搭配實施之模擬趨勢圖……113
圖5.20 節約用水措施與興建海水淡化廠策略搭配實施之模擬趨勢圖……114
圖5.21 地下水管制與合理水價調整策略搭配實施之模擬趨勢圖…………114
圖5.22 四項策略同時實施之模擬趨勢圖……………………………………115

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