水產試驗所 楊清閔 ． 吳龍靜

一 . 前言

　　臺灣的陸上水產養殖產業發達，但因超量抽取地下水造成地層下陷的問題日漸嚴重，政府開始鼓勵陸上魚塭養殖業者轉型經營海洋箱網養殖，現在主要海洋箱網養殖地域集中澎湖縣及屏東縣海域。臺灣的海洋箱網養殖產業自 1995 年海鱺（ Cobia ）人工繁殖成功之後，大量的人力與物力投入養殖與研究，現今的海洋箱網約有 80% 養殖魚種為海鱺，年產量維持在 3,000 公噸，年產值達 8 億元新臺幣，列為臺灣水產養殖種類的前十名，對漁村經濟發展深具重要性。

　　然而，海洋箱網養殖的投資風險較高，颱風與洋流的天然環境災害，不僅影響箱網的容積空間，亦容易造成 沖斷錨碇系統纜繩破壞而使得整個箱網 設備損壞，再者， 破壞箱網盜魚事件仍偶有所聞。而如何精進養殖管理技術與降低生產成本，是 海洋箱網養殖產業獲利所面臨的重要課題。

　　為能解決現今海洋箱網養殖產業所面臨的問題，及開發「太陽能箱網漁海況監控系統」，以期待精進現有的養殖管理技術，提供養殖漁戶對水質與天候海況事前預警，減低天災人禍所帶來的衝擊，並再藉由監控箱網內外的即時情形，達到減少殘餌，觀察魚隻於箱網活動情形的效果。近幾年，屏東縣政府積極推動「養水種電」政策，已減少抽取地下水及活用不適合耕種的土地，對綠色再生能源的生產獲得不錯的成效。因此，本系統結合目前日漸成熟的 無線傳輸技術，配合臺灣南部充足的海上陽光， 日照時數長的優勢下，以太陽能發電做為系統供電的主軸。

二 . 現有的太陽能箱網漁況監控系統

　　現有的太陽能箱網養殖漁況監控系統，分為水下與水上遠端即時監視二部分，利用無線傳輸技術即時將外海養殖區魚群狀況傳回陸上，利用網路技術展示養殖區視訊畫面，俾利養殖業者與研究人員隨時能掌握魚群動態，判斷魚隻的攝餌情形，並防止敵害入侵箱網。此水下及水上的影像，經過架設於附近的基地台做為視訊的網路傳輸基地，透過無線網路的傳輸，在各地均能利用網路，即時監測到水下與水上的影像。

三 . 現有箱網漁況監控系統面臨問題

　　在架構水下影像監測系統時，利用小型海上工作平台，在平台上架構太陽能板做為系統的發電使用，並設有警示燈，讓來往船隻能發現並即早改道，以避免碰撞。因海面作業較空曠，而天氣變化較大時，作業人員常受猛烈陽光、強風及驟雨等影響，故海上研究平台的設立可讓養殖人員透過此平台，將飼育時所用船隻結附於此，避免因風浪過大，造成養殖上的困難。海上工作平台上以不銹鋼材質增設穩固的護欄，讓養殖或研究人員於風浪大時可以攙扶。而中間則設置太陽能板及無線傳輸系統，經太陽能發電提供電源，再經固定於工作平台上之水下攝影機，即時將影像傳回基地台。

　　水下監測系統利用不銹鋼長管結附攝影機與纜線，並固定於海上平台進行海下魚隻行為與箱網受流等監控。由於水下監測的技術門檻高且長期間浸漬於海水當中，損壞率及影像不清為其缺點。在不斷進行反覆測試，在天候及水色清時可即時監控水下狀況，亦可清楚看到箱網下方是否有殘餌的發生。在實測之缺點方面，當天候不佳時攝影鏡頭的震動，使觀測人員無法順利進行監測外，纜線的拉扯亦容易造成箱網結構的破壞，以及水下攝影鏡頭等系統的損傷。海中使用器材的故障率與腐蝕率較平地或淡水中高，需不定期的進行維修與更換。

　　在箱網養殖影像傳輸的實施情形方面，系統分為箱網影像傳輸端及海岸影像發送端。在海岸影像發送端的部分，乃是在海上箱網約 100-200 公尺 處之碉堡高處架構攝影機，透過網路直接控制攝影的方向，並利用網路 遙控 ，即時提供養殖或控管人員最新的影像與天候情報，更可以防止不當的偷魚等行為。 然而在 實際操作的缺點方面，由於利用太陽能做為發電電源，在天候不佳時可能 造成 系統的存電量不足，造成無法操作的困難。而透過網路直接控制攝影的方向，耗電量較大，無法負荷控管人員長時的左右轉動。

　　在電力使用上，以海上工作平台而言，系統耗能包括定時開關及監測控制器 1W ；微波傳輸器 9W ；水下 CCD 5W ； GPS 時間同步器 3W ；無線頻寬分享器 5W ， 1 小時共需約 23W 的電力，以 1 日使用 12 小時計算， 1 年需 101 度電力。而本系統的海上太陽能總發電量，以 1 小時 320W ， 1 日 8 小時，平均係數 0.8 ，以及海上搖晃、日照不足天數係數、經驗值等的耗損 5 成計算（ 320W x 8hr/day x 0.8 （平均係數） x 0.5 （耗損） x 365days ）， 1 年海上太陽能至少可產生 374 度電力，足夠系統供應使用。以陸上基地平台而言，系統耗能包括戶外攝影機 35W ；頻寬分享器 5W ； FTTB 機上盒 10W ；定時開關及監控控制器 1W 等， 1 小時共需約 51W 的電力，以 1 日使用 12 小時計算， 1 年需 223 度電力。而設置於陸上的太陽能板較少，總發電量以 1 小時 160W ，耗損 8 成計算（ 160W x 8hr/day x 0.8 （平均係數） x 0.8 （耗損） x 365days ）， 1 年可產生 229 度電力，因此，存電量不足無法操作的情形，可利用增加太陽能板的方式加以解決。

四 . 開發擴展功能的漁海況監測系統

　　2008 年澎湖海域發生水溫異常下降的寒害事件，不僅造成當地海洋生物資源與生態上的衝擊，對箱網養殖戶亦造成極大的損失，而目前使用中的監測系統尚無法立即得知水質與海況的即時變化情形。因此，為能達到初步建立水質或海況異常變化所造成衝擊之預警，並減少造成養殖戶的損失，將目前監測系統功能性予以擴充，以達到能夠緊急應變，讓養殖人員能夠即時動員，有效的掌握與因應。

（一）擴充功能之箱網端及海上工作平台

　　電力供給仍採用太陽能發電直接供應，可 24 小時全天候供應監測設備的所有電力，平台上監測儀器增加流速流向計、溫深鹽度計、濁度計、 GPS 時間校正器、整合控制器及微波發射器。流速流向計主要監測箱網在養殖環境中海流的速度及方向，亦可瞭解季節性或突發性的流向與流速，用以掌握目前的海流對箱網的影響程度。而溫深鹽度計主要監測海洋環境中的海水溫度及鹽度值，掌握及記錄養殖魚種的生長環境中，海水溫度及鹽度值對於養殖魚種的相對關係及影響，再者則是能夠設定臨界值，例如在水溫降低至 22 度以下，即時發送簡訊通知養殖人員等功能。濁度計則是偵測大雨或颱風造成海域濁度及鹽度的變化，對水質較敏感的魚隻極為重要，在養殖過程中水質有顯著變化，可以立即採取措施，以減少養殖過程中不必要的損失。 GPS 時間校正器則是藉 GPS 衛星發射的訊號，校正監測採集數據的時間位準，不會因為系統內部時鐘隨長期時間偏移，而造成監測數據的採集誤差。整合控制器負責掌握所有監測設備的狀況及資料的收集工作，同時也監測太陽能電力系統的電壓與控制中心的連線，以及採集數據的傳遞。微波發射器則透過微波方式，連結海上箱網及海岸之間的無線資訊傳遞。

（二）海岸基地與控制中心端的功能擴充

　　所有監測採集的數據，皆透過無線方式回傳至控制中心，在靠近箱網的海岸基地上，建構無線接收及中繼站，將監測數據轉發回控制中心電腦伺服器，可於即時展示平台中呈現，電腦伺服器可將觀測數據存放於資料庫中。後端控制中心人員、相關養殖業者或是研究人員，可透過即時或資料庫監測箱網現場端即時採集數據，比對及監測時間時序的變化。

五 . 結語

　　太陽能箱網漁海況監控系統在擴充功能之後，可建立箱網養殖區的海域環境基礎背景資料，以及發生颱風、強降雨、氣候異常時各因子的變化情形，並據以探討各種環境因素對箱網海域生態環境變遷之可能原因及影響衝擊程度。此外，架構中增加自動通報系統，可將海域環境科學資料發生異常時，即時預警性地通報研究人員或養殖戶，增加產業運用實效性。而現有的水下監視系統，可使養殖戶與研究人員得以隨時瞭解魚群動態、魚體成長、攝食情形，評估網具損害狀況，並達防盜監視、妥善控制飼料成本及減少殘餌危害環境之目的，確實可提供箱網養殖產業用於精進養殖管理的技術。

實際採用的 太陽能箱網漁況監控系統之 海上研究平台

由海況遠瑞監控系統監測海上箱網養殖及工作平台