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100年11月(第233期)

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農田水利會灌溉管理情勢資料庫之應用成果與發展


農水處 林國華 . 鄭友誠

一 . 前言

  農田水利會基本資料包括灌溉計畫、用水實績及各雨量站降雨量等,由於年代久遠,歷年來書面資料數量龐大、保存不易,不利於農委會與農田水利會管理決策之遂行,亦難以滿足其他政府機關、學術單位以及社會大眾獲取相關資訊之需求。

  爰此,農委會於 95 年起委託淡江大學水資源管理與政策中心建置灌溉管理情勢資料庫,運用現代化之電腦與網路技術來提升資料蒐集、倉儲、管理與加值分析之自動化程度,建立農田水利重要情資之查詢及流通管道,同時開發各項資料加值分析功能來輔助資料管理與運用,以提升產、官、學界對農業用水情資之掌握度與應用性,進一步提升農田水利會灌溉用水之管理效率。

二 . 灌溉管理情勢資料庫之開發及應用

  灌溉管理情勢資料庫之發展,係擬將農田水利會灌溉管理基本資料,建構一完善之網路管理平台為目標,整合灌溉管理重要情資,規劃各項便利之查詢、管理與加值分析功能,並視農委會、各農田水利會、其他機關及社會大眾之實際使用需求,持續擴充資料庫系統內涵與功能,以期能有效提升政府資訊流通服務之適切性、有效性、完整性與便捷性。

  另一方面,為提升各項統計資料之應用價值與報表之ㄧ致性,並減輕農田水利會辦理相關填報工作之人力負荷,農委會亦持續辦理灌溉管理情勢資料庫之擴充,並整合相關線上資料填報與報表輸出系統,新增各項加值分析功能。同時,更隨時調整系統操作介面,提供使用者更穩定、更便捷、更符合需求的作業環境。

  在資料庫的分享應用層面上,各農田水利會的各項營運管理紀錄,不管是在政府機關進行決策或是學術基礎研究,皆為重要的統計分析資訊來源。有關目前灌溉管理情勢資料庫之建置與運用成果,分述如下:

(一)資料蒐集之流程及內容

  灌溉管理相關資料涵蓋的範圍相當廣,除數值及文字資料外,尚有包含空間資訊之圖形資料。以最重要的灌溉用水量資料為例,對於來自於各農田水利會所提供的各種格式資料,必須採取相對應之建置方式,以提升資料建置速度與正確性,同時,亦以減少各農田水利會作業負荷為重要考量(相關辦理程序如圖 1 )。各農田水利會共有 200 多個工作站、具取水紀錄之埤圳共計 1,000 餘條,詳細分布情形見圖 2 。

(二)資料庫系統功能建構

  為使資料庫之功能可配合灌溉管理業務之特性並符合使用者的需求,同時考量現階段各項可用資料之分布及可取得情形,完成資料庫架構之規劃。

1. 灌溉管理基本情勢資料查詢

  為使資料庫之基本資料足供各項查詢及加值分析所需,本資料庫廣納灌溉管理相關情資,除致力於蒐集並建置歷史資料外,亦同步規劃資料更新機制。現階段已建置完成之資料成果如附表所示。

附表 灌溉管理情勢資料庫資料收集內容與更新方式

項目

資料內涵

資料範圍

資料長度

更新方式

灌溉計畫

1. 各旬計畫水量

2. 作物計畫面積

3. 輸配水損失

1. 各農田水利會

2. 各工作站

3. 各灌溉埤圳

91 ~ 99 年

各期作

線上填報

每期作

用水實績

1. 各旬實際取水量

2. 各水源別取水量

3. 作物實際面積

1. 各農田水利會

2. 各工作站

3. 各灌溉埤圳

91 ~ 99 年

各期作

線上填報

每期作

降雨量

1. 各日降雨量

2. 各旬降雨量

3. 各月降雨量

各工作站

91 年至今

每日雨量

1. 線上填報

2. 自動交換

埤圳基本資料

1. 地理區位

2. 圳路特性

3. 灌溉制度

4. 土壤組成

5. 農作時期

6. 作物水深

7. 有效雨量

8. 旱作類別

各灌溉埤圳

線上填報

每期作

( 1 )灌區埤圳基本資料

  為便利農田水利相關從業人員便於獲取灌區各項重要諸元特性,一方面提升灌溉計畫編制與執行成果管理工作之效能,已建置農田水利會灌區各項相關資料至灌溉管理情勢資料庫中。

( 2 )計畫及實際用水量資料

  各農田水利會灌溉計畫與實際取用水量紀錄,是灌溉管理業務最重要的基本資料之一。農委會為充分掌握灌溉管理情勢,歷年來皆請各農田水利會定期提報每期作之灌溉計畫與實際取水量紀錄。惟礙於空間與人力的限制,致使書面資料之管理與保存不易,造成本會在進行相關用水量資料統計分析之應用時,需將書面資料進行建檔、比對及編排後,始能進行所需之統計與分析,常事倍功半且曠日費時。

  為利使用者能迅速取得所需之灌溉用水量資料,灌溉管理情勢資料庫乃以各農田水利會歷年計畫與實際用水量紀錄之建置為首要工作,並規劃多樣化查詢、比較及輸出功能供使用者選擇。

  使用者進行資料查詢時,可選取單一農田水利會之單一年度或多年度之灌溉總用水量查詢及比較,亦可針對單一工作站、系統或是埤圳進行個別查詢,結果立即由網頁顯示,為進一步供使用者進行資料之加值分析利用,本資料庫並建置 Excel 報表匯出應用功能。

( 3 )降雨量資料管理系統

  為進一步提供即時且準確之雨量資料,資料庫爰建置每日雨量線上填報管理功能,俾利農田水利會降雨資料管理工作之推動,填報及查詢等頁面如圖 3 所示。

  水資源決策以及水文分析的進行,皆需要長時間的雨量資料,方能有較高的準確度。由於民國 91 年以前農田水利會係由前臺灣省政府水利處管理,故為進行降雨量資料補遺工作,農委會乃與經濟部水利署進行資料交流,由經濟部水利署提供民國 90 年以前各農田水利會雨量測站資料。

( 4 )灌溉管理圖形化資訊

  藉由各農田水利會事業區域之建置,可展現各農田水利會灌區內重要埤圳與水源之分布,以及各工作站之位置、所轄面積、引用水源與灌溉埤圳等圖形化資訊,以利於農委會在辦理灌溉管理相關業務時,能充分掌握各農田水利會灌溉系統資訊。

2. 灌溉管理情勢資料加值分析

  透過資料庫及網路不僅能管理大量資訊,提供無遠弗屆的資料流通服務,更可以這些豐富的資料為基礎,發展各項資料加值分析功能,以進一步強化資料應用之價值。

3. 資料庫填報與管理系統

  資料之應用價值與其即時性及完整性有著密切關係。本系統針對使用者習慣與需求之差異性,建置多元之資料維護機制,以利資料更新管理,包括:線上填報、報表上傳及資料庫後端自動交換等方式,提供使用者便利且省工之資料維護功能,以進一步提升相關資訊之即時性。

  資料庫填報與管理系統包含資料維護及使用者權限管理兩項子系統,資料維護系統建置主要目的是讓管理者可新增及修改各項資料表,而使用者權限管理系統功能在於管控不同使用者的使用權限與可獲得的資訊,藉以保障資料與系統的安全。

三 . 灌溉管理情勢資料庫之擴充與發展

  資料的建置、管理及後續加值運用服務的資訊化及網路化,一直以來為電子化政府的施政方針。近年來,農委會在灌溉管理情勢分析結合資訊管理技術上不遺餘力,大幅提升灌溉管理資料充足性、準確性及時效性。為使資料庫之資料更為完整且及時、應用層面更為廣泛、功能價值更為多元,將賡續辦理資料庫之擴充與後續規劃,茲分別說明如后:

(一)資料更新維護與交換功能擴充

  為進一步提升資料之準確度與即時性,本資料庫開發線上資料填報機制,結合網際網路通訊與儲存的功能,提供各農田水利會便於填報與維護資料之機制,資料完成填報後由資料庫系統自動彙集資料,並進行資料自動檢核,以求資料之正確性。此外,亦協助各農田水利會資料維護人員,可不受時間及空間之限制,隨時隨地登入灌溉管理情勢資料庫,進行資料之更新、維護、查詢及列印等功能。

  此外,考量各農田水利會之規模型態、天然條件、水源供給及耕作方式等差異性頗大,故其所定常提報之灌溉計畫及實際用水量資料格式多有所不同,擬研析現有各類灌溉用水量報表格式,並徵詢農委會與各農田水利會之意見,規劃符合資料庫匯入格式之灌溉用水量 Excel 格式報表,供各農田水利會下載填報。同時配合資料填報人員身分的安全控管,開發資料更新上傳機制與資料勾稽功能,以確保資料更新維護之便利性及正確性。

(二)整合地理資訊系統,提升業務執行之效能

  農委會近年來陸續輔導宜蘭、花蓮、臺東、南投、嘉南、雲林等農田水利會,應用 GIS 相關技術完成灌溉圖籍資料庫建置。將此技術運用在農田水利設施維護管理、灌溉水質管理,可提升管理的精準度,並大幅降低管理人力需求。

  現階段地理資訊系統技術日趨成熟,軟硬體成本快速下滑,近年來各級政府部門對地理資訊之投入,使得發展 GIS 圖資相對較容易取得,有效提升農田水利會業務之經營效率。爰此,未來灌溉管理情勢資料庫可逐步建構地理資訊系統管理平台之可行性,整合各地灌區圖資,以提升系統之應用價值。

(三)其他查詢及加值功能之後續發展規劃

  灌溉管理情勢資料庫已完成各農田水利會各灌溉系統圖資之線上查詢功能建置,展現灌溉系統相對位置、引水來源、渠道長度、用水量以及所轄面積等資訊,便利農委會掌握各農田水利會灌溉系統之概況。未來可擴充此項功能,建置各工作站灌溉系統圖,進一步提供灌溉系統細部資訊(包含支、分線與小給水路)。同時,隨著資料陸續匯入之際,各項基本數據漸臻完整,可開發之加值分析面向則更加多元。諸如應用各灌溉系統之土壤質地、輸漏水損失、灌溉面積與有效雨量等資料,進行灌溉用水合理用水量之估算,期能供各界做為深入瞭解各灌溉系統用水情勢之參考。

四 . 結論與展望

  灌溉管理資料庫可發揮其網路架構之查閱便捷、趨勢分析及客製化靈活運用之特性,提供使用者高效率之資料索引與應用,亦可擴大與相關資料庫間進行資料交換,充分發揮資料之價值。同時,運用線上即時填報、上傳及自動交換功能,透過整合性網路平台管理,將可簡化過去農業用水量資料統計之繁瑣流程,不僅可即時掌握農業用水情勢,並可改善資料取得不易,避免資料重複建置等問題。此外,經由資料庫系統之資料品管、彙整統計、演算分析後,透過網路傳遞多元化表單及歷年趨勢變化資訊圖表,隨時提供決策單位做參考,有效提升資料加值應用價值。

  自動化、資訊化及網路化為當前農田水利事業現代化之具體發展方向,未來應加強協助各農田水利會在其灌溉排水系統新建及改善水文資料觀測、傳訊與資料處理設備,使有關灌溉營運管理之水文觀測資料與傳送更為確實。此外,灌溉管理相關資料庫應結合最新之資訊、通訊及電子技術,擴充成為具空間特性之資訊系統及符合時宜的電子化管理制度,達到提升農田水利業務執行效率與效能之目標。

圖 1 各農田水利會灌溉用水資料收集與建置程序

圖1 各農田水利會灌溉用水資料收集與建置程序

圖 2 各農田水利會工作站與埤圳分布統計圖

圖 2 各農田水利會工作站與埤圳分布統計圖

圖 3 降雨量資料管理系統相關頁面

圖 3 降雨量資料管理系統相關頁面


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