4.1 情境設定
4.1.3 農業相關設定
由於各地區依氣候條件、土壤特性、選植稻種等不同,在水稻栽培灌溉的時程、
水稻生育天數、作物係數(Kc)、灌溉需水量等方面亦有所差異。本研究在作物係數 (Kc)部分,參考姚銘輝、陳守泓(2005)試驗台灣本土水稻之結果;其餘灌溉排水操 作與農藝特徵之描述,以高振程(2003)整理過去學者相關文獻研究之結果,當中修 正部分參數值或描述內容,以合乎本研究之假設情境,整理如表 4-1。湛水深度 (depth of ponding, DP)為水稻各生長階段,田中所需要蓄水之建議水深;有效田埂 高度(effective ridge height, h)為田埂缺口高度,水深超過此高度時將會溢流排入排 水道;實際田間水面高度則以 H 表示。湛水深度與實際田間水面高度均小於等於
有效田埂高度,但由於部分湛水深度屬於一區間值(例如:30~50mm),實際田間 水面高度在模式中限制必須滿足最小湛水深度區間值,否則最終收穫量打折(詳見 3.2.7 小節中收穫衰退係數敘述)。
水田在插秧前一、兩日須進行整田作業,一般整田用水量介於100 mm 至 200 mm 間,視土壤特性與翻耕深度而定。模式中假定整田作業時間為插秧前一日,參 考桃園農田水利會灌溉計畫書,整田用水量以180 mm 作為定值,該日蒸發量和入 滲、滲漏量不另行計算,合併考量於「整田完後土壤水分呈現飽和狀態但無湛水」
之假設。
一期稻作與二期稻作由於生長氣候不同,在生育天數上理當不同。通常一期稻
作生育天數為120 天,各生育階段所對應之生育天數合併整理於表 4-1 中;二期稻 作生育天數則較一期稻作短,約110 天左右。本研究模式中生育天數之期程設定,
礙於文獻資料不足,並未能反映兩期稻作之差異性,僅以一期稻作之期程為主進行 假設模擬,此假設將可能使二期稻作灌溉需水量被高估。然而回顧民國92 年至民 國104 年一、二期稻作實際用水量,每公頃用水量二期稻作普遍大於一期稻作,其 原因來自於二期稻作處於豐水期,水源供給相較一期稻作來的豐沛,故實際灌溉用 水上不會十分精準與節省。最終模式中,二期稻作仍以一期稻作之生育天數數值作 為推估,筆者認為是可接受的。倘若後人研究能取得更完整的生育資料,可再進行 模式修正。
在水稻分蘖後期,為了控制氮素吸收、抑制無效分蘖,水田會施行曬田(斷水 排乾),通常排乾三至五天後,再重新蓄水兩到三天,如此反覆執行兩到三次。然 而在乾旱時期水源不足的情況下,實務上寧可不曬田以節省灌溉用水,也不願發生 無水可再湛水的窘境。本研究乃採乾旱年水文情境,農業用水面臨供水打折、灌溉 用水吃緊的情況,故在分蘖後期假設不施行曬田,田區唯一斷水排乾情況發生於進 入糊熟期之日。糊熟期以後保持土壤濕潤但不湛水,行五天一灌,期間滲漏量(P) 依土壤含水量(Sm)是否大於田間容水量(FC)來決定。
表4-1、水稻栽培彙整 生育天數 生育階段 一期稻作
Kc值
二期稻作
Kc值 湛水深度DP(mm) 有效田埂高度 h(mm) 水稻生理用水特徵
-- 秧苗期/整地期 -- -- (150) 200 秧苗由代耕隊處理,農地灌溉不計入秧苗期 1~5 插秧
0.92 1.01 30~50 60 保持3~5 公分湛水深以利秧苗存活 6~15 成活期
16~30 分蘖開始
1 1.11 20~30 80 避免湛水過深與不適水溫而影響分蘖
有效分蘖期 31~45 最大分蘖期
停滯期 0 0 排水以利土壤通氣、促進根系發展
46~60 幼穗形成開始
1.13 1.23
50~100 100 缺水將抑制幼穗形成,對產量影響甚大 幼穗形成期
61~75 孕穗期 0 0 土壤氧氣消耗達高峰,耐旱性較強
抽穗期開花期 50~100 100 水稻需水量達高峰
76~90 乳熟期
0.89 0.93
20~30 60 齊穗後逐漸降低湛水深至2~3 公分
91~105 糊熟期 0 0 行濕潤灌溉
106~120 黃熟期 0 0 穗上穀粒一半變黃時停止灌溉
121~ 完熟期 0.89 0.93 0 0 如無法適期收穫,視田面乾燥程度行濕潤灌溉
資料來源:姚銘輝、陳守泓(2005);高振程(2003);筆者整理
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到民國105 年之數據平均(當中扣除民國 100 年資料缺漏的部分),結果如下。
57 257,180,530 立方公尺,工業用水為 128,189,600 立方公尺,計算生活用水占比為