頁次 摘要 ... I 目錄 ... XIX 圖目錄 ... XXI 表目錄 ... XXIV
第一章 前言 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 1-1 1-1 計畫緣起 ... 1-1 1-2 工作項目及內容 ... 1-2 第二章 計畫基本資料盤點 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 2-1 2-1 桃園市主要標的作物資料蒐集 ... 2-1 2-2 桃園市多元水源盤查 ... 2-12 2-3 國內外相關案例蒐集探討 ... 2-25 第三章 標的作物篩選暨灌溉管理方法探討 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 3-1 3-1 作物概述 ... 3-1 3-2 作物用水資料彙整 ... 3-6 3-3 作物慣行灌溉方法彙整 ... 3-12 3-4 標的作物篩選及灌溉管理方法彙整 ... 3-15 第四章 智慧節水管理系統之先期規劃 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 4-1 4-1 作物環境感測器整合 ... 4-1 4-2 作物環境控制系統整合 ... 4-8 4-3 作物栽培智慧管理平台發展 ... 4-9 4-4 作物栽培智慧管理平台後續發展規劃建議 ... 4-31 第五章 智慧節水試驗規劃 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 5-1 5-1 示範場域布置與監測規模說明 ... 5-1 5-2 示範田區參數調查及試驗規劃 ... 5-3 第六章 智慧節水管理系統試驗歷程及效益評估 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 6-1 6-1 智慧省水試驗歷程 ... 6-1
6-2 感測元件資料蒐集分析 ... 6-7 6-3 灌溉用水量差異評估 ... 6-14 6-4 短期標的作物品質差異評估 ... 6-18 6-5 短期標的作物產量差異評估 ... 6-25 6-5 成本分析 ... 6-27 第七章 回收水應用於農業灌溉之可行性評估 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 7-1 7-1 回收水利用之探討 ... 7-1 7-2 桃園市應用回收水之可能性探討 ... 7-12 第八章 宣導推廣影片製作 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 8-1 第九章 結論與建議 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 9-1 9-1 結論 ... 9-1 9-2 建議 ... 9-4 參考文獻 ꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏꞏ 參-1
附錄
附錄一、期初報告審查會議記錄及辦理情形 附錄二、期中報告審查會議記錄及辦理情形 附錄三、期末報告審查會議記錄及辦理情形
附錄四、作物栽培智慧管理平台網頁弱點初檢結果與建議報告 附錄五、作物栽培智慧管理平台網頁弱點複檢結果與建議報告
圖目錄
頁次 圖2-1 桃園市境內作物種植面積比較 ... 2-3 圖2-2 桃園市境內作物產值比較 ... 2-3 圖2-3 桃園市境內蔬菜類種植面積比較 ... 2-3 圖2-4 桃園市境內蔬菜作物產值比較 ... 2-3 圖2-5 桃園市作物位置分布 ... 2-5 圖2-6 農田水利會與可供糧食生產地 ... 2-5 圖2-7 桃園農田水利會灌區 ... 2-7 圖2-8 石門農田水利會灌區 ... 2-9 圖2-9 桃園市自排水取水灌溉遭受重金屬污染農地之分布一覽 ... 2-11 圖2-10 桃園市境內 2017 年地面水水權取水量比例一覽 ... 2-12 圖2-11 桃園市地面水分布(排水系統) ... 2-15 圖2-12 桃園市地面水分布(灌溉系統) ... 2-17 圖2-13 桃園市水資源回收中心分布位置 ... 2-18 圖2-14 桃園市地下水井分布位置 ... 2-24 圖2-15 智慧農業之科技工具概念圖 ... 2-25 圖2-16 九州地區-橫竹(洋葱)及唐津(草莓)溫室栽培案例 ... 2-32 圖2-17 四万十町番茄株式會社番茄滴灌系統 ... 2-33 圖2-18 西班牙巴塞隆納 Poblenou 公園的 SmartIrrigation 智能灌溉系統 2-36 圖3-1 短期葉菜類(十字花科非結球葉菜)栽培管理作業曆... 3-29 圖3-2 番茄栽培管理作業曆 ... 3-30 圖3-3 柑橘類栽培管理作業曆 ... 3-31 圖3-4 茶葉栽培管理作業曆 ... 3-32 圖3-5 一般水田水份管理配合圖 ... 3-33 圖4-1 環境監測系統主要感測元件一覽 ... 4-5 圖4-2 Netafim 滴灌系統灌溉配置圖 ... 4-6 圖4-3 滴灌系統灌溉配置圖 ... 4-7 圖4-4 氣象設備安裝情形 ... 4-7 圖4-5 灌溉系統安裝情形 ... 4-8 圖4-6 作物栽培智慧管理平台系統架構圖 ... 4-12 圖4-7 前臺系統架構圖 ... 4-12
圖4-8 本計畫資料庫實體—關係示意圖 ... 4-25 圖4-9 查詢系統雛型功能-查看各耕地分區內容 ... 4-26 圖4-10 查詢系統雛型功能-可查詢作物與監測設備內容 ... 4-26 圖4-11 查詢系統雛型功能-灌溉延時查詢畫面 ... 4-27 圖4-12 查詢系統雛型功能-給水量查詢畫面 ... 4-28 圖4-13 查詢系統雛型功能-灌溉量查詢畫面 ... 4-28 圖4-14 查詢系統雛型功能-日照量查詢畫面 ... 4-28 圖4-15 查詢系統雛型功能-氣壓查詢畫面 ... 4-29 圖4-16 查詢系統雛型功能-土壤含水率查詢畫面 ... 4-29 圖4-17 查詢系統雛型功能-10 分鐘雨量查詢畫面 ... 4-29 圖4-18 查詢系統雛型功能-電池電壓查詢畫面 ... 4-30 圖4-19 查詢系統雛型功能-新增生長紀錄功能 ... 4-30 圖4-20 LoRa 無線通訊系統架構圖 ... 4-33 圖4-21 SIGFOX 無線通訊系統架構圖 ... 4-34 圖4-22 邊際運算與雲端運算共同架構示意圖 ... 4-41 圖5-1 本計畫示範場域(試驗田區)周邊區位圖 ... 5-1 圖5-2 本計畫示範場域(試驗田區)坵塊空拍圖 ... 5-2 圖5-3 智慧節水灌溉系統之感測元件及控制系統整合安裝一覽 ... 5-4 圖5-4 示範場域(試驗田區)之畦塊及土溝佈置 ... 5-5 圖5-5 每一畦塊之作物栽培行距示意圖 ... 5-5 圖5-6 試驗組及對照組編號實景 ... 5-5 圖5-7 示範場域(試驗田區)之感測元件及灌溉設備布置示意圖 ... 5-8 圖6-1 智慧節水灌溉試驗田區初期整備歷程 ... 6-2 圖6-2 第 2 次智慧節水灌溉試驗(小白菜)田區試驗觀測歷程 ... 6-4 圖6-3 第 2 次智慧節水灌溉試驗(萵苣)田區試驗觀測歷程... 6-5 圖6-4 智慧節水灌溉試驗田區病蟲害防治及施肥歷程 ... 6-7 圖6-5 智慧節水灌溉試驗期間之氣象觀測資料一覽 ... 6-9 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 ... 6-11 圖6-7 第 2 次智慧節水灌溉試驗期間之土壤水份觀測資料一覽 ... 6-12 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6-13 圖6-9 第 1 次智慧節水灌溉試驗期間之給水量觀測資料一覽 ... 6-15
圖6-10 第 2 次智慧節水灌溉試驗期間之給水量觀測資料一覽 ... 6-16 圖6-11 第 1 次智慧節水試驗-小白菜株高試驗結果比較 ... 6-20 圖6-12 第 1 次智慧節水試驗-小白菜葉片數量試驗結果比較 ... 6-20 圖6-13 第 1 次智慧節水試驗-小白菜單葉葉寬試驗結果比較 ... 6-21 圖6-14 第 1 次智慧節水試驗-小白菜單株總葉寬試驗結果比較 ... 6-22 圖6-15 第 2 次智慧節水試驗-萵苣單株高度試驗結果比較 ... 6-23 圖6-16 第 2 次智慧節水試驗-萵苣單株重量試驗結果比較 ... 6-24 圖6-17 第 2 次智慧節水試驗-萵苣單株總葉寬試驗結果比較 ... 6-24 圖6-18 第 1 次智慧節水試驗-小白菜各畦之收成重量比較 ... 6-26 圖6-19 第 2 次智慧節水試驗-萵苣各畦之收成重量比較 ... 6-27 圖6-20 滴灌系統各元件組成之成本分析 ... 6-28 圖7-1 污水及回收水回收利用演進圖 ... 7-13 圖7-2 大溪水資源回收中心周遭灌排系統分布圖 ... 7-15 圖7-3 大溪水資源回收中心周遭環境概況 ... 7-16 圖7-4 大溪水資源回收中心回收水應用示範區域範圍 ... 7-18 圖7-5 大溪水資源回收中心回收水應用方案一 ... 7-20 圖7-6 大溪水資源回收中心回收水應用方案二 ... 7-21 圖7-7 桃園北區水資源回收中心周遭灌排系統分布圖 ... 7-24 圖7-8 桃園北區水資源回收中心回收水應用方案 ... 7-25 圖8-1 年代電視拍攝情形 ... 8-4 圖8-2 宣導推廣影片成品擷取畫面 ... 8-6
表目錄
頁次 表2-1 桃園市近 3 年主要作物種植面積、產量與產值 ... 2-2 表2-2 桃園市近 3 年主要蔬菜類作物種植面積、產量與產值 ... 2-3 表2-3 桃園市境內可供糧食生產地與農田水利會面積比例關係 ... 2-5 表2-4 桃園市歷年受重金屬污染農地之變化趨勢 ... 2-10 表2-5 桃園市境內 2017 年地面水水權登記引用水量 ... 2-13 表2-6 水利署大漢溪地面水水權登記引用水量 ... 2-14 表2-7 大漢溪水庫堰壩取水量統計 ... 2-14 表2-8 桃園市主要地面水系基本資料一覽表 ... 2-16 表2-9 桃園市給水系統供水能力基本資料一覽 ... 2-17 表2-10 桃園市主要水資源回收中心基本資料一覽表(I) ... 2-19 表2-11 桃園市主要水資源回收中心基本資料一覽表(II) ... 2-20 表2-12 桃園市各水資源回收中心處理污水量 ... 2-21 表2-13 桃園市未來 10 年內可供應回收水量 ... 2-22 表2-14 桃園市境內 2017 年地下水水權登記引用水量 ... 2-24 表2-15 國內相關計畫推動案例摘要 ... 2-30 表2-16 國外推動案例摘要 ... 2-39 表3-1 現有農業用水-作物類別分類一覽 ... 3-1 表3-2 桃園市 2018 年蔬菜種植面積一覽 ... 3-2 表3-3 桃園市 2018 年果品類及特用作物種植面積一覽 ... 3-3 表3-4 台梗 14 號、桃園 3 號和台南 11 號之水稻品種比較 ... 3-5 表3-5 國內主要旱作物不同需水量分類一覽 ... 3-7 表3-6 國內不同季節之主要旱作物需水量一覽 ... 3-7 表3-7 臺灣各區水稻灌溉用水量基準 ... 3-8 表3-8 各種型式之地上灌溉特性及適用場合比較 ... 3-14 表3-9 短期作物適合栽種之月份、生長日數及株行距表(I) ... 3-16 表3-10 短期作物適合栽種之月份、生長日數及株行距表(II) ... 3-17 表3-11 本計畫標的作物每公頃生產費用與收益 ... 3-17 表3-12 小白菜栽培季節及代表性品種 ... 3-17 表3-13 長年旱作物栽培特性一覽 ... 3-22 表3-14 蕃茄各期作的播種、定植及採收時間 ... 3-23
表3-15 桃園大圳灌區之農作時期一覽 ... 3-33 表4-1 作物主項名稱及代碼表 ... 4-17 表4-2 作物次項名稱及代碼表(I) ... 4-18 表4-3 作物次項名稱及代碼表(II) ... 4-19 表4-4 物理量主項名稱及代碼表 ... 4-20 表4-5 物理量次項名稱及代碼表(I) ... 4-20 表4-6 物理量次項名稱及代碼表(II) ... 4-21 表4-7 主要水源名稱與代碼表 ... 4-21 表4-8 實體資料模型列表(I) ... 4-22 表4-9 實體資料模型列表(II) ... 4-23 表4-10 實體資料模型列表(III) ... 4-24 表4-11 傳統資料倉儲和大數據資料池之比較 ... 4-32 表4-12 各種通訊方式分析表 ... 4-36 表5-1 智慧節水灌溉試驗期程規劃一覽 ... 5-3 表6-1 第 1 次智慧節水灌溉試驗之灌溉水量節水效益分析 ... 6-15 表6-2 第 2 次智慧節水灌溉試驗之灌溉水量節水效益分析 ... 6-17 表6-3 第 1 次智慧節水試驗-小白菜株高及葉片數量試驗結果 ... 6-19 表6-4 第 1 次智慧節水試驗-小白菜葉寬試驗結果 ... 6-21 表6-5 第 2 次智慧節水試驗-萵苣單株高、株重、葉面寬試驗結果 ... 6-23 表6-6 第 1 次智慧節水試驗-小白菜作物收成統計一覽 ... 6-25 表6-7 第 2 次智慧節水試驗-萵苣作物收成統計一覽 ... 6-26 表6-8 電費使用級距及單價一覽表 ... 6-28 表6-9 以色列 Netafim 滴灌系統供應面積與成本分析一覽 ... 6-29 表7-1 各國廢污水回收利用方式一覽 ... 7-5 表7-2 回收水應用於農業之水質標準 ... 7-6 表7-3 回收水應用於工業之水質標準 ... 7-7 表7-4 回收水應用於民生之水質標準 ... 7-8 表7-5 回收水應用於地表及地下水補注之水質標準 ... 7-9 表7-6 回收水應用於補注用水其他限制條件 ... 7-10 表7-7 世界各地開始進行污水回收利用相關行動一覽 ... 7-11 表7-8 大溪水資源回收中心放流水水質狀態一覽 ... 7-17
表7-9 大溪水資源回收中心回收水應用示範區域用地類別資料筆數 ... 7-18 表7-10 大溪水資源回收中心回收水應用示範區域用地類別面積 ... 7-19 表7-11 桃園北區水資源回收中心回收水水質狀態一覽 ... 7-23 表8-1 宣導影片腳本規劃(I) ... 8-3 表8-2 宣導影片腳本規劃(II) ... 8-4 表8-3 宣導推廣影片拍攝計畫 ... 8-5