台積電神救援！智慧灌溉支援70歲掌水工 手機取代摩托車巡水

【文／林倖妃；圖片／王建棟攝】

2020年驚奇不斷，台灣躲得過病毒，卻躲不過大旱。為精進灌溉系統，水利署在嘉南平原實驗智慧灌溉，利用雲端資料庫搜集數據，並以智慧監控協助掌水工控制供水。這背後，是護國神山台積電的神救援，研發設備降低成本。

牆上的螢幕是星羅棋布的農田，藍色和紅色的線交錯橫陳，間或有藍、黃色的標記閃亮著；右下方說明羅列出閘門、分水設備、給水路水位高度正常等等一長串。

「我每天只要看這個，就知道目前的供水狀況是否正常，」嘉南農田水利會隆田工作站站長陳艷星指著螢幕。他和工作站內的掌水工手機都下載app，一旦出現紅色訊號警告水路的水太多，兩個動作即可遠端操控關閘門。

一支手機、一台電腦，顛覆嘉南大圳百年來的灌溉方式。水利署從2016年開始在嘉南農田水利會下的隆田工作站，進行為期4年的「精進灌溉節水管理技術計劃」，透過裝設控制設備、感測元件、無限傳輸等加強灌溉管理制度，背後最重要的參與者是「護國神山」台積電神救援。

水資源「守門人」防搶水、溢流

1920年日本工程師八田與一設計的嘉南大圳和烏山頭水庫，大幅改善供水系統，滋潤了雙期作耕地面積超過6.2萬公頃的嘉南平原，成為台灣的最大穀倉，百年來始終維持一套複雜而有效率的灌溉模式。

水從烏山頭水庫送出後，從導水路、幹線、支線、分線到各區域，再透過中給、小給水路到農田，散布在嘉南平原的渠道和給水路、排水路加起來高達1.8萬公里。各區域農田以每150公頃為一個灌溉單位，成為一個水利小組，每小組又分為3個小區輪流灌溉，並由3個掌水工巡視掌控水量。

在枯水時期，嘉南平原的掌水工是水資源「守門人」。初見在農田間穿梭50年的王仁義，「我是黑人義，」皮膚黝黑的他，露出雪白的牙齒自我介紹。

阿義擔任掌水工10多年，每年兩期稻作，一期從1月到5月、二期從7月到10月底，「只要水庫的水放出來，我就開始忙，」他說，掌水工每天要出門去巡水路，發現垃圾或樹枝等雜物要先清除，以方便水流通過。

當水庫水從渠道到農田區域，掌水工要依據灌溉計劃，以手工設擋水板將水引導到計劃順序該前往的方向，確保所有農田都能獲得水源灌溉；而當水流通過時，還要去打開田坵間的塑膠塞子，以便水分流順利流進田間。

工作看似簡單，卻耗損體力和精神，掌水工平時須騎著摩托車四處巡視，因為沒水時，農民會搶水，而水太多時造成溢流，則要趕快關閘門以免浪費，「有時颱風天或是晚上發生狀況，掌水工也要出去關水門，發生意外的機率相當高，」站長陳艷星在工作站負責指揮監督和管理。

拚節水，今年二期稻作撐到收割

今年的二期稻作種植期間，嘉南平原降雨量偏低卻能撐到收割，除水利署和嘉南農田水利會合作，加強灌溉管理外，掌水工居功厥偉。水利署南區水資局經管課課長許秀真說，今年因為雨量多下在平地，水利會只要一下雨就請掌水工到處巡視並關水門，以減少水庫出水量，結算下來省了超過9千萬噸水量，相當於一座南化水庫。

隨著掌水工老化，科技導入已是勢在必行。嘉南農田水利會的1300位掌水工，平均年齡為70歲，而看似綿密的灌溉體系，也因為掌水工一人要管控50公頃，還要照顧自己的農田，要到現場經常緩不濟急，要達到最大節水效用仍有時間差。

「農田灌溉系統若可以自動化、智慧化，結合數據回傳平台，就可以輕易知道哪些地方浪費水、或是灌溉不平均，」許秀真說。

掌水工只要一機在手，可以按照系統指令遙控閘門，同時經過長期監控搜集數據，電腦演算後根據降雨量和風向、濕度等，得知每一時期的需水量，作為決策參考。

在烈日豔陽下，《天下》記者跟著陳艷星來到農田灌區，綠漆上寫著白色字樣「中脇小給」的水路，有著藍色的龍頭，周圍纏繞鏽蝕斑駁的鐵鏈條，「過去要人親自到這邊開關水門，因為常有人來偷水，還要用鏈條上鎖，」他說。

為實驗智慧灌溉的可能，水利署委託廠商研發電動水門，笨重的不鏽鋼板配上太陽能板，旁邊還配上兩顆類似汽車用電池，「這樣一套設備至少要46萬元，且體積相當龐大，」水源經營組副組長葉俊明說，台積電派出經理層級配合計劃，「台積電完全是為了幫助國家，我們提出需求，他們就去研發。」

台積電依照專業，提議水門開關時間若從原有的1分鐘延長到30分鐘，耗電量可大為降低，馬達和太陽能板的大小都能跟著縮減。新型的水門外觀輕巧，上面頂著比陽傘還小的太陽能板即可供電，成本只有原來的一半，而新一代水門更裝上感測器測溫度、濕度和風向。

除智慧水門之外，以直立滑動式水門的分水設備，取代掌水工導流分水用的擋水板，以坵塊取水設備取代田坵間的塑膠塞子，以及協助掌水工巡田，監控水流量的流出監測設備等，都是台積電的研發成果。

農田裝上千里眼，顛覆百年灌溉系統

接受委託的中華電信則利用聯網監控設備，搜集田間水路流量、坵塊供灌水量、區域氣象等資料，建立資料庫及雲端管理平台。「猶如在農田間裝上千里眼，站長透過雲端觀測確認供水狀況，必要時關閉水門，掌水工也不用騎著摩托車到處巡視，」許秀真說。

智慧灌溉成為工作站和掌水工的最佳幫手。「現在真的輕鬆很多，按一按就可以控制出水，」王仁義拿出手機隨指一點，隨即跳出頁面，偌大的字體寫著「閘門控制」，有開、關、停三種選擇，還有「閘門設定開度」，從此手機取代摩托車，人也跟著更有智慧，再也不用騎車一小時去找水門。

陳艷星說，所有的軟體都是隨著使用和管理而不斷做調整，現在從電腦螢幕即可知道哪裡出問題、掌水工是否及時處理，掌水工也可以控制自己區域的用水狀況，未來如果農田都有「精進灌溉系統」，更可以確保他們的人身安全，也降低管理人員的壓力。

然而智慧化節水，成本並不低。經過4年的實驗，如果從水門到田間監測系統完全布建，葉俊明說明實驗結果，預期平均可以節水5%到10%，但因成本過高，下一階段將只針對高效益的水路布建水門，一期稻作可節省3%，二期稻作可以到6%，換算下來，每噸水的成本約10.5元，相當於現今自來水水價，未來可再降到6.1元。。

未來4年，在前瞻計劃中已經編列7900萬元，將從現今的100公頃擴增到隆田工作站所在的1300公頃，「因為掌水工的年紀愈來愈大，年輕人（接手）的意願也不高，這套系統未來效益會愈來愈好，填飽他們的空缺，」葉俊明說。

過去農業灌溉的滲漏率高，經常為人所詬病，但隨著旱象頻傳，水資源愈形珍貴，每一滴水都不能浪費，科技的引進顛覆百年灌溉系統，但會不會成為農田灌溉的未來？就看國家的方向和選擇。

【延伸閱讀】

Netflix原創夯劇都有「劇本聖經」？獨家解構《后翼棄兵》、《誰是被害者》

30歲月薪3萬贏過多少人？你的薪水算高嗎？一張表告訴你

押身家投資比特幣、崩盤還加碼 這家人後來怎麼了？

【更多內容請見《天下雜誌》712期；訂天下雜誌電子版】