6-2 感測元件資料蒐集分析
智慧節水灌溉試驗重點之一為透過水文及氣象感測元件布設，藉以 紀錄作物栽培過程之各項氣候條件及施放水量，以作為後續調整灌溉頻 率或供水量之調整依據，茲將氣象、水量及土壤水分計測定結果說明如 下。
一、氣象資料觀測：本計畫氣象資料之觀測自氣象站裝置完成且開始進行監 測(7 月 18 日)蒐集至 10 月 2 日，監測時間共 77 天(惟 9 月 13 日至 29 日設備異常未能正常蒐集資料)，其中第 1 次智慧節水試驗為 7 月 25 日 至8 月 12 日(氣象監測數據之試驗天數第 8~26 天)，第 2 次智慧節水試 驗為8 月 16 日至 9 月 17 日(氣象監測數據之試驗天數第 30~62 天)。為 釐清試驗期間之氣象條件及評估氣象資料對於試驗作物之影響，於試 驗田區附近架設之環境感測器整合相關氣象資料包含日射量(W/m2)、
大氣壓力(hPa)、雨量(mm)、溫度(℃，包含當日最高溫度、平均溫度、
最低溫度)、相對溼度(%，平均相對溼度及最大相對濕度)及風速(m/s)等。
前 述 感 測 元 件 觀 測 數 據 彙 整 如 下 ： 平 均 日 射 量 於 試 驗 期 間 約 為 58.95~269.64 W/m2間、大氣壓力介於989.44~1,008.82 hPa。第 1 次試 驗期間歷經7 月 27 日之午後雷陣雨及 8 月 7 日~8 月 10 日利奇馬颱風 過境之降雨事件，試驗期間之總降雨量為1,468 mm，單日最大降雨量 為614 mm/day，溫度則介於 26.9~30.9 ℃，相對溼度介於 46.29~61.69
%、平均風速約 2.65~12.00 m/s，最大風速約 5.38~20.61 m/s。
第2 次作物栽培智慧節水試驗期間歷經 8 月 18 日至 21 日及 9 月 4 日至 6 日等 2 場主要降雨事件，總降雨量為 104 mm，單日最大降雨 量為33.6 mm/day(8 月 18 日)，試驗期間溫度則介於 25.5~30.4℃，相對 溼度介於 45.43~61.33 %、平均風速約 1.55~22.69 m/s，最大風速約 3.44~37.49 m/s，各項氣象結果分別如圖 6-5 所示，由圖中可觀察出於 氣象觀測第 22 天(8 月 8 日)之平均日射量、大氣壓力、溫度均有明顯 下降，雨量及相對溼度則有上升現象，其原因為利奇馬颱風來襲所夾 帶之雨勢。
8 畦之上、中及下游位置；溝灌區之土壤水份計為 NO.7~12，NO.7~9 等3 處水份計位於第溝灌區第 3 畦之上游、中游、下游處，NO.10~12
第 13 天(8 月 6 日)之後土壤含水率上升至第 16 天(8 月 9 日)達到最高 點，此結果與該期間颱風帶來之降雨量相符；另滴灌區與溝灌區之土壤 含水率於試驗第12 天(8 月 5 日)前均有土壤含水率為 0 %之結果，可能 原因為土壤水份計埋設位置過深(25 cm)，試驗前田區土壤過乾，水分 可能無法滲透至較深之區域，故顯示為0 %。
由於第 1 次試驗時土壤水份計之埋設主要為評估田區空間分布是 否一致性，因此統一埋設於土層下最大根系深度25 cm 處，然而試驗 結果發現埋設深度過深，無法適時反應土壤水分之變化程度；為能客 觀呈現土壤深度及土壤含水率之變化，第 2 次試驗期間調整各土壤水 份計之埋設位置，滴灌區之土壤水份計 NO.1~3 之水份計埋設於滴灌 區第3 畦之中游位置，其中 NO.1、2、3 等 3 支水份計分別埋設於距離 地表5、10、15 cm，另 NO.4~6 等 3 支水份計則埋設於滴灌區第 6 畦 之下游位置，同理NO.4、5、6 等 3 支水份計分別埋設於距離地表 5、
10、15 cm；溝灌區之土壤水份計進行同樣調整，土壤水份計 NO.7~9 之水份計埋設於溝灌區第3 畦之中游位置，其中 NO.7、8、9 等 3 支水 份計分別埋設於距離地表 5、10、15 cm，另 NO.10~12 等 3 支水份計 則埋設於溝灌區第6 畦之下游位置，即 NO.10、11、12 等 3 支水份計 分別埋設於距離地表5、10、15 cm。
第 2 次試驗之滴灌區及溝灌區土壤水份計土壤含水率分別如圖 6-7 所示(溝灌區第 6 畦之 NO.11 及 NO.12 之土壤水份計於試驗第 1~11 天故障(8 月 15 日至 25 日)，故顯示為 0 %)，由於移苗初期為避免植物 缺水死亡，故於試驗初期澆灌較多之水量，故可看出約於試驗第 5 天 (8 月 19 日)土壤含水率為最高，滴灌區土壤含水率約介於 70~80 %、
溝灌區約介於 70~90 %，另由於 8 月 18 日至 21 日之降雨事件使得試 驗第 5~12 天(8 月 19 日至 24 日)土壤含水率不至於快速下降，且均維 持超過60 %土壤含水率，該次降雨事件後土壤水份下降至約 40%~50%，
至試驗第21~23 天(9 月 4 日至 6 日)歷經第 2 次降雨事件，此次降雨規 模較小，土壤水份含量僅微幅上升。
此外，為觀察滴灌區、溝灌區土壤水份之差異，及不同埋設深度對 於土壤水份是否會有影響，另針對單一土壤水份計於第 2 次作物試驗 期間之數據計算平均值後進行比較，比較結果如圖6-8 所示，溝灌區普 遍土壤水份較滴灌區高，滴灌區土壤水份約介於40~60%，而溝灌區土 壤水份約介於60~80%；不同埋設深度對於土壤水份之探討方面，滴灌 區之數據顯示土壤水份與埋設深度無明顯之關係，其原因可能為滴灌 供應水量之方向為由上至下，然而土壤並非均質，水份容易向土壤孔 隙較大之地方入滲，而溝灌區之數據顯示土壤水份計埋設深度越深、
土壤含水率越高，其主要原因為溝灌區之灌溉方式為利用畦溝間充滿 之水份進行入滲，水份從田畦之兩旁受毛細作用影響由下向上，故田 畦越深處其含水率也較高。
圖 6-6 第 1 次智慧節水灌溉試驗期間之土壤水份觀測資料一覽
0 25 50 75 100
0 5 10 15 20
滴灌區-第1次試驗
1 2
3 4
5 6
土壤含水率(%)
試驗天數
0 25 50 75 100
0 5 10 15 20
溝灌區-第1次試驗
1 2
3 4
5 6
土壤含水率(%)
試驗天數
圖6-8 第 2 次智慧節水灌溉試驗期間之滴灌區、溝灌區土壤水份比較
0 20 40 60 80 100
5
10
15
土壤深度(cm)
土壤含水率(%) 第3畦 第6畦
滴灌區-土壤含水率
0 20 40 60 80 100
5
10
15
土壤深度(cm)
土壤含水率(%) 第3畦 第6畦
溝灌區-土壤含水率