壹、前言

　　良好的農業灌溉用水水質是確保農糧產品品質之根本，農委會已有效應用網際網路與地理資訊科技，開發完成「農田水利會灌溉水質監測管理系統」，已可監控全國農田水利會所轄38萬公頃重要農業生產區域之灌溉用水水質現況，並落實由農田水利會操作監測管理系統，提昇管理效率，有效避免農業生產環境遭受污染，提供安全農業有力之保障，俾確保農產品衛生安全與品質，以維護農民及廣大消費者的權益。

貳、灌溉水質管理維護之執行成果

一、建構灌溉水質監視站網

　　農委會已輔導農田水利會建構功能完善之灌溉水質監視站網，每個農田水利會對其轄區已建立監視站網，以農田水利會本會為監視總站，各管理處為地方監視總站，各工作站為地方監視站，全省農田水利會在灌溉系統總共建立2,574個監測點，為瞭解及掌握其他事業單位放流水對灌溉用水水質之影響，各農田水利會亦調查建立約4,439戶排洩戶及搭排戶3,540戶之列管資料，定期檢驗及追蹤其放流水水質狀況。另外，農委會輔導石門、桃園、彰化及高雄等4個農田水利會分別成立灌溉水質檢驗室，積極協助各農田水利會推動農業灌溉用水水質的檢驗分析工作。

　　各農田水利會均依規定建置水質監視點之基本資料，監視點之設立主要係農田水利會依管轄內灌排系統，視受污染之情況及水路狀況選定適當地點作為監視點，用以監測水質及追蹤污染源，並作水質變化之比較參考，監視點依其水源別可分成「河川」、「地下水」、「池塘」、「水庫」、「其他」等五大類。鑑於空間資訊對於灌溉水質管理上有其重要性，農委會自民國93年起即輔導各農田水利會針對轄內水質採樣點使用衛星定位系統(GPS)至現場進行坐標資訊蒐集，有關灌溉水質監視點基本資料之建置狀況詳圖1所示。

圖1　灌溉水質監視點基本資料之建置狀況

二、建置灌溉水質監測管理系統

　　經過6年來的努力，農委會已成功將地理資訊系統的空間概念導入灌溉水質監測管理系統，經由所建構灌溉水質監測網，已整合了全國6萬9千公里灌排水路所建置7,013個水質監測點資料，掌控每年農業生產所依賴之106億立方公尺灌溉用水品質，確保水質符合農作物用水安全，並提升行政管理作業效能。

　　灌溉水質監測資料可以回溯至民國69年，於民國90年前這些資料大都是以書面方式予以記錄與儲存，農委會自民國91年起運用資訊系統，開發單機版資料輸入系統，並於民國93年提升至網際網路版本，藉由便捷的網際網路，大幅提升灌溉水質監測資料之彙整效率。

　　另農委會自94年即積極辦理完成網際網路線上作業系統，該系統具備前瞻性電子化之應用功能，並於95年度進一步開發溯源溯灌之系統功能，運用地理資訊系統有效整合水質監測數據、水污染源列管資料及灌區等空間資訊，透過系統分析可迅速提供水質污染潛勢區及污染可能來源等決策支援資訊，提供農田水利會有效執行污染改善作業，大幅提升灌溉水質管理效率及執行績效；上述系統功能已成功應用於部分農田水利會，96年度將再應用於彰化等其他農田水利會灌區，經由該系統提供有效率的決策支援資訊，農田水利會可立即監控及通報查處，將可有效防範污染事件發生，有關該項進階地理資訊系統功能詳圖2所示。

圖2　灌溉水質監測管理系統之進階地理資訊系統功能

三、推廣灌溉水質監測管理系統之應用

　　「農田水利會灌溉水質監測管理系統」為目前各農田水利會水質資料整合平台，各農田水利會透過網際網路將定期採樣之檢測結果彙整至該系統(資料庫為Microsoft SQL)，過程包含最前端的水利會工作站進行資料填寫，水利會水質承辦人員進行資料審核與校正，以及複驗確認等相關作業。彙整完成後的水質資料，可透過空間介面(核心為ESRI ArcIMS)進行展示，提供全新的空間管理視野，並整合地理資訊系統相關演算機制，整合渠道、輪區與水質採樣等資訊，有關整體系統之應用架構詳圖3所示。

圖3　灌溉水質監測管理系統之應用架構圖

　　系統整體應用架構自前端之使用者介面到後端之決策資訊，分為下列四部分予以說明，有關系統之功能規劃如圖4。

　　第一部分為「工作站」使用者，系統提供灌溉水質監測資料之輸入介面，為使輸入資料更為正確與完整，系統設置多項防呆的機制，包含水質監測之合理範圍、水質資料上傳之完整性檢核等。工作站人員於資料上傳後，可將上傳的資料進行列印以備存查，除了可以減少以往資料彙整所需時程，並可避免透過電子檔交換方式所造成資料管理上的困擾。

　　第二部分為「水利會」使用者，系統提供水利會管轄工作站水質監測資料填寫進度之審核功能，並針對已完成上傳資料進行自動之檢核與校正；另系統可針對水質恐有疑慮者需進行複驗進行名單之篩選與確認，並可自動轉送實驗室配合進行進階檢驗分析，此外，亦可將異常的名單進行列印以轉送協請環保局進行後續查察作業。另系統也提供近70張多樣化的報表自動產製功能，可大幅降低以往製作年報及業務檢查報表時所需時程。

　　第三部份為「實驗室」使用者，系統提供實驗室人員複驗名單之傳送及複驗分析結果之輸入。

　　第四部分為「農委會」使用者，除前述各項功能皆可查詢外，系統針對部分水利會運用地理資訊系統的概念與運算，提供溯源、溯灌功能，可以透過簡單的操作，除水質狀況「點」燈號的空間分布展示，更整合監視點的影響範圍，提升為「線」的圳路及「面」的輪區之展示；針對污染來源追蹤部分，透過溯源的概念可以針對每個受污染的輪區立即查詢可能的水污染源列管事業及其屬性資料，以利追蹤與調查，達到水質決策與預警之成效。

圖4　灌溉水質監測管理系統之系統功能圖

四、提升灌溉水質監測數據品質之執行績效

　　為提升灌溉水質監測數據之品質，農委會定期委託相關專業單位進行數據之「品質查核」及「盲樣」等工作，相關查核結果均建置於灌溉水質監測管理系統，系統可針對有疑慮的水質資料進行數據之註解或篩除，並於系統查詢提醒使用者該筆資料可能有疑慮。

　　系統管理者可以透過數據合理化模組進行研判，系統可搜尋出突異資料，並將可能原因區分為繕打錯誤、儀器錯誤、操作不當、有疑慮等，並將研判結果予以註解；另為查核水質監測作業品質，農委會每年篩選30個工作站進行水質採樣之品質抽查，透過發放特定水質盲樣請水利會工作站檢測後回傳數據進行比對，系統管理者根據查核結果於系統內予以註解。

五、強化灌溉水質監測數據之分析與整合

　　(一)水質指標運算

　　灌溉水質監測管理系統提供水質指標之自動運算功能，判定方式包括「合格指標」與「污染指標」，「合格指標」為監視點(或排洩戶)根據不同渠道使用區分，分別以灌溉用水標準或放流水標準進行水質是否合格運算，系統會根據運算結果以綠色代表合格，紅色代表不合格，如圖5所示。而「污染指標」為依據水質判斷公式，透過不同水質檢測項目的數值區間給予不同的分數，目前可以算出酸害、鹼害、有機害、鹽害及鈉害等，系統設定以綠色代表0分與1分的資料，以黃色代表2分的資料，以紅色代表3分的資料，透過三個等級予以區分水質狀況，如圖6所示。

圖5　灌溉水質監測數據之合格指標判斷邏輯

圖6　灌溉水質監測數據之污染指標判斷邏輯

　　(二)水質資料清單與資料等級空間展示功能

　　系統透過設定採樣點的各項屬性類別(如監視點類別、渠道使用區分、是否為搭排戶)，以篩選方式可快速得知轄區內水質的資訊，另系統也提供空間展示功能，以不同等級(燈號)展示所有水質監測結果，詳圖7。

圖7　水質等級清單與空間展示介面

六、灌溉水質監測管理系統之執行成果

　　系統運作對於灌溉水質監測資料之彙整、管理、分析及決策各方面均有著顯著的績效，相關資訊整理如附表： DOCX / pdf / odt

參、未來展望

　　「農田水利會灌溉水質監測管理系統」為農委會目前積極推動之管理平台，其不僅負責資料之彙整，並提供水質監測管理與決策之輔助資訊，該系統透過資訊應用系統、Web Services及地理資訊系統的結合，將灌溉水質的管理由單純文字記載提升為點、線及面的空間視野，提供全新的管理概念，並大大減少污染溯源所需作業時間，對於灌溉水質的業務上幫助甚大，對於未來發展說明如下：

一、灌溉水質資訊彙整窗口

　　「農田水利會灌溉水質監測管理系統」提供農田水利會灌溉水質監測資料彙整的平台，亦整合歷年專案調查資料，透過Web Services已可直接讀取最新的環保署監測資訊，期望透過大量資料之整合，提供全國最完整的全方位灌溉水質監測資訊。

二、提升系統功能與運用

　　透過「農田水利會灌溉水質監測管理系統」，可有效監控灌溉用水品質，未來將持續開發相關系統功能，如加強提升水質監測數據品質、加速系統分析效率與功能、整合資訊及強化數據運用等，預期可以更進一步協助農田水利會辦理灌溉水質管理工作，確保農產品衛生安全與品質，以維護農民及廣大消費者的權益。

三、強化系統營運績效

　　目前系統總使用人數約三百餘人，未來將持續加強評估系統之運作效能，除需定期備份水質監測資料外，並將嚴密監控系統整體營運之承載，持續擴充頻寬與更新伺服器，使系統的運作上保持最佳狀態，另將陸續開發周邊功能相關功能如討論區等，提供水質資訊與經驗交流的平台，使系統效益發揮最佳效益。