量水技術與設備
發佈日期 :
2023-12-08
林政偉
, 95692@thl.ncku.edu.tw , (06)2371938 #532
在水井每日抽水總量相同條件下，若抽水時間延時較短(即集中抽水時)，地下水位在抽停變換歷程中會出現較大的水位起伏振盪，進而導致較大的地層下陷量。然若抽水時間延長即分散抽水情境下，水位起伏幅度小，因水位洩降而引發的地層下陷量也較輕微。本所研擬抽水總量不變前提下，針對灌溉水井進行分散抽水操作，兼顧農民生計及水土資源保育。藉由新型量水設備安裝與智能調控，精進水井管理與資料應用價值，提升農民參與分散抽水試辦之意願，以減少地下水位洩降速率，並提升地層下陷整體防治成效。
儀器介紹
提升農民參與分散抽水試辦之意願。本所研發新型量水設備之功能架構(參見圖)包含：
財產保護：設備具有未出水自動斷開斷電告警功能(採馬達紀錄電功率進行判釋)，且可依據抽水馬達電功率紀錄，評估水井健康度(出沙、鐵銹)。
用水時空不受限：除保留原有設備操作功能外，亦可遠端預約定時及即時啟閉馬達抽水。農民巡田次數可減少，並有效節省水資源。另清晨水位最高，抽水揚程變小，可減少抽水用電費用，此時啟動抽水最為經濟。
有效掌握抽水量：可即時掌握水井抽水時空分布特性，抽水資訊可報表化，用水量統計清楚簡單，進一步比對氣候環境資訊，可作為後續研擬智能抽水標準作業程序之參考。
新型智能調控量水設備功能架構圖
現地安裝
在綜合考量地下水管制區域、高鐵行經沿線地區及近年下陷潛勢及既有監測設施完整度等因子，茲選擇雲林縣土庫鎮秀潭國小鄰近範圍，以兼顧農民生計、不要求減少總抽水量為前提，安裝新型量水設備辦理灌溉水井分散抽水現地試辦計畫。目前已完成300口灌溉納管水井新型量測設備安裝作業，量水設備安裝點位分布參見圖所示。
秀潭國小鄰近已安裝新型量水設備水井分布圖
水井智能操作及監控管理展示系統
智能操作及監控管理展示系統包含量水設備基本資料收錄、水井地圖、抽水時間及抽水量資料分析、抽水異常警告回傳、水井抽水資訊時間與空間展示等功能。量水設備現地控制器具有Real Time即時處理能力，依實際監測數據，主動式回報事件資訊，可以有效降低重複的資訊，並且在正確時間即時提供現場設備狀態與資訊，提供最佳的管理方案。
相關系統功能分別說明如下：
網頁版功能： 圖3為一般使用者登入網頁後之畫面，可呈現所有水井當下之運轉或待機狀態。另可進行設備運作紀錄查詢(參見圖4)，並呈現各抽水馬達電壓、電流、功率及運轉時間之資訊。亦可至詳細資料中查詢歷次抽水事件之起、迄時間、總時間及可能抽水量資料。
圖3.一般使用者登入後之頁面
圖4.設備運作事件紀錄回報
iOS/Android行動系統APP：為讓參與分散抽水示範井主，使用隨身之手機就可以便利地操作管理其所屬水井之抽水機馬達運轉狀態，本設備藉由物聯網技術提供新型量水設備遠端控制服務，開發普遍使用之行動化應用軟體做為操作介面，因應農民使用載具系統平台之不同，設計開發iOS/Android兩種版本APP。新型量水設備APP規劃設計首頁參見圖5
圖5.APP登入頁面圖
若為初次使用則登入帳密頁面，若非初次使用則進入井主已裝置量水設備之所有井頁面。選擇單口水井後可檢視該口水井歷次之抽水資訊(啟動方式、抽水時間及馬達功率)，並呈現目前水井馬達之啟閉狀態(參見圖6)，並可進一步遠端啟閉抽水馬達。
圖6.APP登入頁面圖
此外，未啟動抽水的水井，可設定後續排程預約水抽井開始及結束抽水的時間(參見圖7)，並加入排程限制與防呆設定之功能。
圖7.APP水井預約排程畫面圖
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