109年度水資源科技發展計畫重要執行成果綜合企劃組

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  發刊期數:第0435期/ 發布日期:2021/05/14

109年度水資源科技發展計畫重要執行成果_pic

氣候變遷效應日益顯著,世界各國均面臨旱澇交替之嚴峻情勢,為有效解決(減緩)全球氣候變遷下對我國水資源環境所造成之衝擊,本署辦理水資源科技發展計畫,從水庫水質及自動化管理到災害預警,從開源到節流,擇重點項目投入研究,期望能促進水利科技技術之進步。

水庫水質及自動化管理

由於天然環境因素以及集水區內人為的活動,增加水庫中營養鹽的濃度,再加上氣候變遷的影響,使得藻類在水庫中大量的生長,導致許多水庫常有水質優養化的現象,進而衍生出藍綠藻及其代謝物的問題,影響公共給水的安全。為了解水質監測參數與有害藻類毒素、臭味物質之間之相關性,本計畫採用斯皮爾曼等級相關係數,並藉由水質監測參數與有害藻類毒素、臭味物質之間相關方向及關係強弱的統計指標之相關性分析,了解變數之間的相關性;並收集2012年至2018年全臺水庫共395組數據找出水質與有害藻類毒素、臭味物質之間的相關性,提供水庫水質管理上參考。

  • 01

現今相關資通訊技術成熟,實有必要提升水庫自動化管理功能,本署於牡丹水庫建置智慧管理平台,整合物聯網新技術,達到即時監測與傳輸元件之微型化及無線化,即時進行水庫水質監測、數據異常即時告警、無人機巡檢影像AI分析比對,可提早發現異狀,針對豪大雨來臨之自動化防洪運轉機制,可提供洪峰前、中、後期適當放水建議策略。

  • 02

智慧化災害預警

於災害預警部分,積極設置智慧防汛網,建立智慧化決策機制、人工智慧資料查詢機制與防災資料自動化產製系統,有效提升防汛應變「快速反應的能力」。

  • 03

並針對水利防災需要,研發各式預警產品,整合即時淹水感測與人工智慧淹水預報,介接與解析中央氣象局提供之觀測與預報雨量資料,於颱風豪雨期間,針對易淹水區提供預報淹水分布資訊,例如水情預警資訊網每小時定時提供最新預警資訊予LINE機器人推播;開發內水熱點警示網頁,應用觀測及預報雨量,配合內水防汛熱點清單之雨量門檻,提供未來可能積淹水之區域及應變相關資訊;因應現有多來源淹水預警資訊,建置多來源淹水預警展示系統,供應API及展示網頁,提供各模式於指定時間未來一至六小時內,全臺各鄉鎮市區淹水之可能性,提升淹水災害預警成效。

  • 04

水資源之開源及節流

我國雨量豐枯懸殊,水資源之開源及節流,甚為重要,此刻我國正逢半世紀來最嚴重旱災水庫蓄水率創新低,缺水危機浮現,水資源之開源及節流議題更顯重要。本計畫於節流部分,嘗試研發灌溉水管理技術,109年度之試驗灌溉面積為114公頃,較108年度(92.6公頃)增加23.1%。智慧灌溉系統透過即時監測大數據及物聯網技術,讓工作站人員及掌水工可以使用手機觀看田間即時水量,並依據智慧決策系統建議,調整閘門開度,讓配水更精準且更節省人力奔波。106~109年試驗結果,一期稻作水路供灌期間平均可達4.9%節水潛能,二期稻作水路供灌期間平均可達9.7%節水潛能。

  • 05

於開源部分,考量低耗能且具環境友善的水處理技術為國際水科技發展趨勢,故發展具低能耗特點之電容去離子 (Capacitive deionization, CDI)技術,並藉由實驗室、模組化及噸級原型系統等研發階段,以商品化為方向,達到提升國內再生水產業技術之目標,期能於日後產出符合多數產業需求之再生水,分擔水庫供水壓力。本計畫所建立之CDI(電容去離子技術)商業模組,無論於電流效率與產水效率,皆與國際間發表之規模旗鼓相當(部分關於CDI技術之水再生成果,亦發表於國際知名期刊Desalination),日後可望提升淨水處理技術。

  • 06

為有效促進薄膜技術產業與商品化發展,成立「薄膜技術產業聯盟」,未來將透過此聯盟進行推廣,邀集國內重要上、中、下游廠商,定期召開各項實務操作經驗與實績交流會議,持續推動淨水創新技術發展。

  • 「薄膜技術產業聯盟」成立大會合照「薄膜技術產業聯盟」成立大會合照

建立全民防災意識

氣候變遷對我國水資源環境衝擊甚劇,實有必要積極建立全民防災意識,本署針對臺灣近年接連遭逢極端氣候事件,分別研擬工程與非工程措施,協助地方政府因應水災並提升防災意識與做為。於氣候變遷情境下針對西南沿岸海岸溢淹與南部降雨豐枯極端問題,研提溢淹風險分析評估與水文經濟(衝擊)評估方法,以協助調適方案規劃研擬。同時舉辦在地滯洪推動工作坊,以臺南市安南區的總頭社區為案例,與在地民眾充分溝通交流,共同探討推動在地滯洪的最佳方式。

  • 08

結語

《黃帝內經》:「上醫醫未病,中醫醫欲病,下醫醫已病」。水利署以「上醫」為期許,超前佈署,防範未然;當水、旱災來臨時,挺身面對氣候變遷與防汛抗旱之挑戰,期創造讓人民安居樂業之環境。

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