研究計畫 | 茶園智慧化精準灌溉所需多層化土壤水分模式之開發與分析 | 財團法人台北市七星農田水利研究發展基金會

茶園智慧化精準灌溉所需多層化土壤水分模式之開發與分析

作物生長的表現與灌溉水量的管理密不可分，在氣候變遷導致乾旱日益嚴重的情況下，掌握土壤水分的變化並制定適當的灌溉策略，已成為當前實施節水灌溉的重要方式之一。
本研究以臺北市南港區既有茶園試驗地作為觀測與分析對象，針對旱田土壤水分量進行模擬，並比較修正型旱田水筒與二段式旱田水筒兩種模式的模擬效果，以評估其在茶園中的適用性。
二段式旱田水筒模式將土層分段模擬，對於個土層具有不同土壤性質之土壤，能夠更加符合實際土壤狀況，進行分層模擬。不同分層方式當中所模擬出之效果，以模擬成效來看，可以判斷將茶園土層分段模擬後，分層方式以上一層下四層此種分層方式略為合適。
依照整體模擬效果判斷，二段式旱田水筒當中上一下四層之率定及驗證結果皆優於上二下三層之率定及驗證結果，由此可判斷出上一下四層之模擬效果優於上二下三層之模擬效果，並可測出將較接近地表層之土層分層模擬，可使模擬更接近於實際測量值。
若遇到具有明顯層次差異的土壤環境，透過土層分段模擬的二段式旱田水筒可更真實反映土壤水分變化。另一方面，茶園採用噴灌方式進行灌溉，經模擬分析後，修正型旱田水筒模式適用於噴灌之茶園試驗地。本研究選定20~30公分土層為試驗地代表土層，利用較佳之修正型旱田水筒模式，配合土壤水分特性曲線，以及在農民實際灌溉量的基礎之下，使用代表土層之土壤水分移動模式於不同灌溉策略下模擬灌溉。擬定五種不同灌溉方案，結果如下方圖表顯示，以灌溉方案-平均灌溉量為最合適之灌溉方案。
雖然灌溉方案-平均灌溉量在用水效率上表現最佳，但操作上需投入較多之設備，亦將會衍生較多的人力管理成本，導致在現階段的茶園管理及設備條件下並非是最實用的選擇。

茶園試驗地	方案(1) 灌溉量 (大)	方案(2) 灌溉量 (平均)	方案(3) 灌溉量 (小)	方案(4) 季節變化分配灌溉量	方案(5) 農民栽培經驗配合旱、雨季分配灌溉量
最大灌溉期距(day)	22	20	17	17	22
最大日消耗水量(mm)	3.66	2.96	2.37	3.33	5.23
最小灌溉期距(day)	10	9	7	9	7
灌溉次數	24	26	34	27	31
總用水量(mm)	878	692	564	748	735

圖茶園模式模擬灌溉圖-平均灌溉量

年　　度

114年

執行單位

財團法人中興土木科技發展文教基金會

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