新农村解决方案节约用水轮灌、喷灌、滴灌灌溉用水计量

一、前言
 
任何用水人欲得用用水益，必须依水利法申请用水登记，农业水利单位自也不能例外，为灌溉事业需要，各地农田水利会取水系统也都依法申请灌溉用水。由于受水源丰枯悬殊、降雨分布不均、民生与工业用水成长快速、环保意识高涨及新水源开发滞缓等，自然及人为多重因素影响，多年来各标的竞用水源激烈未见缓和。用水接二连三遭核减、驳回情事，不仅引发农业水利单位高度之关切。
 
二、『合理用水试算』系统合理性
现行各标的用水用水之申请或展延或登记等等作业程序，「地面水用水/临时用水登记申请须知」(以下简称「须知」)，透过『事业合理用水试算』系统，用水核算，成一制式化规定及处理方式。 （一）田间必需水量标准
 
包括各标的事业用水所必需用水量标准，以及事业合理用水范围之影响因子、计算公式等等，均予详载。其中，有关农业灌溉用水方面，所必需用水量标准系以不同土壤质地、不同作物之灌溉率为核算依据，并以下式计算引用水量，
 
式中，Q为每日引用水量(cms/day)。A为耕地面积(ha)。IR为灌溉率(irrigation rate, IR, ha/cms)。T为每日用水时间(hr)。Loss为输水损失率(%)。
基本上，该「须知」之灌溉率标准，系引自专业学会手册，在华北地区亦行之有年。以灌溉率(IR)为标准，满足作物成长基本需求所需水量，再配合耕地面积(A)、输水损失(Loss)因子，建议上式为每日引用水量计算基准，符合一般灌溉学理上常用计算式。以灌溉率为用水量计算门槛，对农业灌溉用用水益，尚称客观、合理，未失偏颇。
 
（二）田间灌溉用水量上、下限
 
有鉴于华北水资源匮乏短缺，政府近年来在各标的事业用水上，大力推行节约用水观念及其配套措施，针对灌溉标的事业用水，亦参考、比较各种节水灌溉技术后，引进不同作物类别、不同节水灌溉方式(轮灌、喷灌、滴灌)之节水率，如水稻以轮灌方式，节水率上限可为50%，下限可为17%，浅根作物以喷灌方式，节水率为10%(下限)～25%(上限)，若采滴灌方式，节水率为25%(下限)～50%(上限)。
因此，所称各作物田间灌溉用水量上限，系以田间必需水量再考虑节水率下限加以计算之，而各作物田间灌溉用水量下限，系田间必需水量扣除有效雨量、地下毛管水补助量后，即田间灌溉用水量，再考量节水率上限计算而得。
全面考量节水率理念，与长久以来在灌溉用水管理实务经验上或研究业务上，加以比对，水稻部份，尚称合理，惟从灌溉营运实务上清楚显示，大面积如嘉南、云林农田水利会，小规模零星分散如其他各农田水利会，旱作物灌溉绝大多数均以地表漫流方式灌溉，喷灌或滴灌之节水方式灌溉，并未完全普及，因此如以偏概全，不仅与实务层面背离亦低估用水，不尽合理。
 
（三）灌溉系统输水损失
 
灌溉系统输水损失之估算，牵涉因素多而复杂，如灌溉方法、渠道长度、通水日数、通水水量、渠道渠底及侧坡材质结构、输配水水门操作管理等等，所以，一个能代表农田水利会整体实际营运情况，又能充分反映合理之数据，殊属不易，短期限内全面性田间调查施测，又缓不济急。该「须知」系综合查考国内在此方面相关调查研究报告之方式，援引其成果加以分析、平均而得，并建议30%为整体农田水利会灌溉系统输水损失之代表数据。此项数据，若进一步与来自长期实际营运资料，经统计分析之结果比较，平均值亦约为30%，表示该「须知」所建议的代表数据，未失偏差，尚称客观、合理。
 
三、『合理灌溉用水量计算公式』建议
从国内长期水资源利用数据统计显示，农业灌溉用水一直是用水大宗，所以，当水源丰沛季节，各标的用水无虞，然枯竭不济之际，这种现象在全世界水资源之利用，每个国家都是一样，包括水资源利用之相关课题，如『合理灌溉用水』或『灌溉用水标准』议题，都曾引起无数广泛且深入之研究与探讨。因此，就灌溉事业用水部份，合理灌溉用水量，枯水期水源不足之情况下，农业部门加强农业灌溉之节水措施...，俾提升农业灌溉效率，增加枯水期可供调度支援民生用水量。为兼顾水田灌溉对生态环境之保育功能，建议以高标灌溉水量作为灌溉取水设施之建设目标，俾于丰水期充分引取河川水源灌溉农地，发挥水田维护农业生产、自然生态及农村生活三生功能
 
3.依灌溉学理计算式，计算；
4.不能忽视灌溉用水管理实务等原则，予以计算。
所以，本文对『合理灌溉用水量计算公式』，订定前提如下：
1.作物节水率考量，仅逢遇枯水期期间种植之水稻一期作，并以灌溉率为田间所必需用水量标准，经扣除有效雨量、地下毛管水补助量，再乘上节水率上、下限，即50%、17%，即为田间灌溉用水量，采适当输水损失值，依灌溉学理计算式，加以计算；
2.水稻二期作逢遇丰水期，其余旱作物节水方式灌溉未普及前，以高标灌溉水量采计，即以灌溉率为田间所必需用水量标准，并采适当输水损失值，依灌溉学理计算式，加以计算；
基于上述原则、订定前提，『合理灌溉用水量计算公式』建议如下：
四、结论与建议
 
从灌溉用水量相关因子角度，对各标的事业用水用水核算所应用『事业合理用水试算』系统，评析结果显示：如田间灌溉用水量上下限对水稻外之作物考量节水率，背离实务层面；平均灌溉实际取用水量引据不实；输水损失水量计算偏差；灌溉系统渠道长度引据失真；单位长度损失水量计算偏差、灌溉渠道通水日数订定失真、单位渠道输漏水损失水量估算偏差等，呈现一系列若干不合理及可议空间。复经进一步加以试算，与灌溉学理计算结果比较，偏低及背离现象明显，『事业合理用水试算』实不合理，清楚可见。
 
经多方查考、初步研判，提出数点建议，供进一步研究探讨时之采参：合理灌溉用水量计算，涉及因子多且复杂，如土壤、气候、作物、输水损失等，经初步查考，土壤部份以华北地区行之有年之灌溉率为标准，作物分类亦采分类标准，输水损失取自长期统计结果，各类作物田间灌溉用水量建议值等资料，在目前短暂有限时间下，研判虽尚可暂且应用，惟为周全、严谨起见，也为维护农业灌溉用水著想，建议应就上述广泛深入之研究与探讨，尤以作物田间灌溉用水量部份，有必要全面对各类作物予以本土化、国际化，与世界同步、接轨。