圖一：「智慧化灌溉水監測與管理系統」情境圖

田間稻株之智慧化灌溉水監測與管理系統

在氣候變遷的影響下，水資源使用效率的重要性就越發重要，許多農民至今仍然維持以往的湛水灌溉方式，傳統的灌溉模式是在水田插秧後，將水位長期維持在3~5公分的高度，如果農民管理的田間眾多或位置分散，就無法隨時掌握每塊田間的水位情況，因此常會將進水馬達或灌溉溝渠長時開啟，導致整個生育期用水量甚多。如果能採用間歇灌溉，也就是乾濕交替（Alternate Wetting and Drying, AWD）灌溉方式，將水田灌溉至5公分後即停止灌水，直到水位高度持續減少至表土無積水，但土下仍維持濕潤狀態，24小時再灌水至5公分高，以此反覆操作。根據過去研究指出，間歇灌溉模式能適時的增加土壤的透氣性，有利於促進根系發育與稻株分蘗，可降低發生嚴重倒伏的機率，並且能有效省水達15~30%，同時維持稻米的產量。

為了提高水資源的利用效率以及水稻產量與品質的穩定度，農業試驗所與中興大學團隊合作建置「智慧化灌溉水監測與管理系統」，讓農民不需要每日辛勤的巡田，只需要透過電腦、手機或平板等裝置，不論任何天氣、任何時段，農民都可以透過此系統隨時掌握田間的水位高度，同時也可以手動或設定自動化控制進行灌溉管理，達到省時、省工又省水的效果。

圖二：系統運作架構

「智慧化灌溉水監測與管理系統」結合了田間水位感測器、物聯網、資通訊科技和自動控水管理硬體與軟體系統，將灌溉水管理模式自動化，並且提高用水效率。在水稻生育期間，在水田建置日本（MIHARAS）開發的田間水位感測器，其具備防水、耐汙及耐高溫等特性，透過行動物聯網NB-IoT通訊模式，不需要高額的行動數據通訊費，每支田間水位感測器只需要每個月10元通訊費，就能即時監測農田中的水位高度、水溫和土溫等數據資料。水位高度的數值在傳輸至雲端伺服器後，可搭配電動水閥門進行自動灌水控制，當水位高度過高時，電動水閥門會自動關閉停止灌水；反之，當水位高度過低時，電動水閥門可根據水稻生育期的需求，進行不同模式的灌水作業，如此一來可大幅減輕農民在灌溉管理方面的人力與時間成本，透過日常使用的手機就能輕鬆掌握不同田區的水位與灌水狀況，有效降低過度灌水的溢流情形，提高每塊田區的水資源利用效率。

近年來，極端氣候的發生機率日益增加，如何提高水資源的利用效率並兼顧水稻的生產越發重要，運用「智慧化灌溉水監測與管理系統」可以減少農民在灌溉管理的人力與時間，疏緩農業人力老化的問題，並且將珍貴的水資源利用效率最大化。