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大旱來襲、掌水工高齡化 科技節水可行嗎?
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2021-04-08
【專題記者林昕璿、吳冠伶、陳嘉怡、徐嘉璟綜合報導】3月下旬,已是插秧完成的季節,嘉南平原卻是一片荒蕪、不見任何生機。春分應是農忙的節氣,偌大的農田卻不見農民身影。「我種田超過50年了,沒遇過缺水這麼嚴重的情形。」王仁義感慨。身為負責巡視水路的掌水工,他比任何人都清楚,這次的旱象比往年嚴峻,水路乾涸,彷彿用力擰都榨不出一滴水。民國109年,台灣迎來半世紀以來,首次沒有颱風造訪的一年,風調的日子雨卻不順,各大水庫蓄水量陸續探底,全台各地陷入缺水危機。農業委員會農田水利署自去年11月至今年3月陸續公告,西部包含嘉南、桃竹苗和台中地區約有7萬4000公頃農田停灌,範圍相當於2.7個台北市大,也創下20年來最大停灌面積。旱災使看天吃飯的農民首當其衝被迫休耕。事實上,農民並非首次面臨水資源挑戰。每逢冬季枯水期,被譽為台灣米倉的嘉南平原便可能面臨缺水難題。為有效管理水資源,嘉南一帶經常可見老農騎著機車穿梭農田,查看灌溉水道和閘門,這群農民正是農業水資源的守門人——「掌水工」。他們協調有限的灌溉用水,保障末端田坵有水可灌,肩負農業節水的重任。目前嘉南地區大約有1200多名掌水工,負責巡視整個嘉南灌區,但隨著掌水工高齡化,他們漸難完成繁重、耗時的巡視作業。 嘉南平原的灌溉用水多來自烏山頭水庫,一旦水庫水情告急,農田產量就會受到影響,甚至休耕。 圖/吳冠伶攝疏通溝渠、引水入田 「守門人」控管農業水脈嘉南平原是台灣最大灌區,擁有1萬8000公頃的水稻田,灌溉渠道綿延數里。嘉南大圳阡陌縱橫的水路,宛若輸送養分的血管,而烏山頭水庫則是整個輸送系統的心臟。水從烏山頭水庫送出,由導水路、幹線、支線、分線到各區域,再流經中給、小給水路,最後抵達農田滋潤作物。在這複雜、脈脈相通的水利系統,掌水工扮演至關重要的角色,他們猶如心臟瓣膜一般,負責調整水源流向和大小,有時還須調解農民的用水衝突,確保每一塊田地都能「食水」。農業委員會農田水利署嘉南管理處隆田工作站站長陳艷星說:「掌水工就像人工水龍頭。」當掌水工緩緩轉動開關,水閘門升起,水源便會從灌溉渠道一點一滴流入田間,「這條水路需要放多少水,才夠這一甲田使用,有經驗的掌水工都知道。」身兼掌水工的農民陳燕章也說:「缺水時,掌水工要讓土地分配到每一滴水,不要浪費。淹水時,要去開水門,把水引到其他地方,不要讓作物泡水。不然怎麼會叫掌水工?」一般而言,當農民開始插秧,水庫才會供水,這也是掌水工最繁忙的時期。當水利工作站宣布供水,水就會從源頭24小時不間斷地流入溝渠,此時掌水工得要不分晝夜巡視水路,他們不只要種自己的田,也要管別人的地。陳燕章表示,有時一通電話打來,半夜也得出門為別人家的農田管水。他提及,甚至遇到颱風天,掌水工也需要騎機車去巡水路,「不然水堵住沒有疏通,淹到田裡怎麼辦?」兩年前開始擔任掌水工的陳鴻偉補充,在供水期前,掌水工還得提前清理灌溉渠道。當乾涸的水路長出雜草、堆積垃圾,掌水工就要扛起鐵耙子,沿路挖除草根,彎腰撿拾垃圾,以確保水能暢流無阻。掌水工化解搶水紛爭 提升水資源分配效益掌水工的工作也不只有清理水路。一般來說,灌溉水源會先灌入水路前端的田地,再緩緩流至後方的農田,因此「水頭先引,水尾再引」是常見的情況。由於水頭能夠優先攔截水資源,若水頭的農民用水過量、不願放水,導致水尾無水可用,掌水工就會出面協調,確保農民都有水可用,讓水能夠流入每一分田地,發揮最大的灌溉效益。「我們的工作就是勸導水頭不要太超過,讓後面有水就好。」陳鴻偉說。不過,由於每位農民灌溉習慣不同,每塊水稻田的用水量也有所差異,使掌水工難以「公平」配水,農民之間常有爭相搶水的情形。掌水工徐清隆說:「如果他(農民)的田吃不到水,看掌水工不爽,會把他們的腳踏車踢到水溝裡面。」陳鴻偉則透露,有時農民會不配合指示,私自干擾水閘運作。為避免農民盜水,水閘門大多採用白鐵製作,並加裝鎖頭和鐵鍊。他苦笑表示,有時鐵鍊甚至會加上擋板,防止農民偷撬開鎖頭,卻還是防不勝防,擋板常常憑空消失。「掌水的目的主要是不要讓水浪費、不要讓農民相爭。」陳鴻偉說。掌水工確保嘉南大圳最末端、較窄的水路系統順利運作,維持田間的用水秩序,使所有農地都能雨露均霑,「從整個大環境水資源分布,我們(掌水工)就是一個最小的螺絲。」 為防範農民盜水,水利工作站會將水門上鎖,避免農民自行開啟水門。 圖/徐嘉璟攝智慧監測增巡視效率 盼降高齡掌水工負擔這群身兼掌水工的農民,一年可為台灣省下逾一座烏山頭水庫的蓄水量,在水情不佳時,更凸顯出他們對農業的重要性。然而,陳艷星提及,擔任掌水工的農民年事已高,年齡大多超過65歲,難以負荷需要長時間東奔西跑、巡視水路的掌水工作。為協助掌水工進行配水,經濟部水利署南區水資源局從105年開始,在農業委員會農田水利署嘉南管理處隆田工作站進行為期四年的「精進灌溉節水管理技術計畫」(以下簡稱精灌計畫),每年投入約1億元的研發經費,於當地建置智慧流量監測、電動水閘門等系統,加強灌溉管理,期望利用科技協助掌水工作業,達成農業節水的目標。 今年春季因應乾旱,台南隆田地區進入休耕狀態,智慧水閘門維持關閉狀態,立於水道中央。智慧水閘門可運用太陽能板發電,也可由掌水工遙控門板高度,藉以改變水的流量和方向。 圖/徐嘉璟攝陳艷星解釋,智慧監測系統在農田的排水路口設有感測器,即時監測田地的用水情況。一旦排水端的感測器發出紅色警告訊號,就代表農田的排水太多、過於浪費,位於供水端的掌水工就能馬上調節水量、判斷給水與否。過去農民十分仰賴掌水工了解水情,而掌水工一人要負責巡視50公頃的水路,還要照顧自己的農田,有時很難二者兼顧。陳艷星坦言,單憑掌水工的力量,要達成最大的節水效用,仍有困難。而實施精灌計畫後,掌水工只要拿著手機接收監測訊號,就能按照系統指令遙控閘門。王仁義表示,現在掌水變得很輕鬆,「手機按一按就可以控制出水,不用每次都要跑去田裡確認,很省事。」不過感測器也並非萬能,計畫研究人員、國立嘉義大學土木與水資源工程學系暨研究所副教授陳清田指出,當溝渠蔓生雜草、堆滿垃圾,就會影響水位,降低感測器的精準度。因此掌水工仍須到現場疏通水路、校正設備,確保科技應用無虞。陳清田指出,掌水工自古以來扮演著精準配水的角色,能針對農作物的生長情況,做出合宜的配水決策。精灌計畫則是建立在現有的掌水工基礎上,運用科技將掌水效益最大化,「掌水工以前一個人只能巡50公頃,實施智慧灌溉後,一個人可以巡200公頃。」田地需重劃、設備成本高 科技節水難廣設根據南水局109年「精進灌溉節水四期——摘要結論建議」(以下簡稱109精灌計畫摘要),精灌計畫可省下隆田示範區約4.6%的灌溉用水。陳艷星表示,目前實驗示範區僅占當地一成面積,而隆田每年雙期農作約需2200萬噸灌溉用水,若未來持續推廣,可望省下100萬噸水量。他補充,隆田地區是緊接烏山頭水庫的第一站,節省下來的水可以回流到水庫,供給民生和工業用水。雖然精灌計畫對節省農業用水具有正面效果,但要達到全面推廣,還有很長一段路要走。首要面臨的困難,正是精灌計畫對土地規劃具有嚴格要求,須在統一長度、方正的田地上進行,以提升配水效率。隆田示範區成功的原因在於,當地農田曾歷經重劃(註),擁有良好的實驗環境,「土地有規則,每一塊田才都吃得到水,缺水時,才能做最好的分配利用。」陳艷星說。註:農地重劃多實施在缺少水路、耕地破碎的區域,將田地整理為標準大小的坵塊,並在田邊建設灌溉水道,使農地均能直接取水、排水。除了工整的田地形狀,隆田示範區的渠道更採用「灌排分離」設計,將農田的進水路和排水路分開,此舉有利於研究團隊在排水處裝設感測器,取得精準的流量數據,擬定即時的放水決策。若是在進出水路混合,或是沒有水道、須仰賴鄰近田地高低落差才能進水的農田,便較難複製這套模式。另一項棘手的挑戰,則是設備昂貴導致計畫不易推廣。依據「109精灌計畫摘要」,起初購買市售設備,裝設一組電控水閘門的價格高達46萬元。即便計畫後續與台灣積體電路製造公司合作,將成本降至20萬元,農民依舊難以負荷,「未來計畫可能會做,但我們目前看來,它的成本太高。」兼職掌水工的農民阿強(化名)坦言。對農民而言,新技術看似強大,卻難以和農作收入平衡,不合乎效益。種植水稻的阿強表示,水稻是以面積取勝的低產值作物,以一分大小的田地來說,一年最多僅有2萬元收入,他直言:「怎麼算都不划算,投資報酬率回不來啊!」且在台灣,由於一般農民持有的耕地面積小,作物類別混雜、收穫期不一,精灌計畫須對每一塊農田設立感測器,才能掌控當地作物的需水量。陳清田說:「每一個農民種什麼作物、種的時機都會影響到灌溉計畫。」若要廣架設備監控農田,勢必耗費龐大成本,增加計畫負擔。未來精灌計畫預計擴大至隆田工作站所有灌區,推估工程經費為7900萬元,每年須投入770萬元維護費用。陳清田建議,計畫在擴大實行面積之餘,也須逐漸統一所有農地的作物種類和耕種時程,才能有效控管整體區域的用水量與供水時間。若數十公頃的田地能減少設備數量,皆由同一組感測器監測,就能降低總成本,增加計畫可行性。科技治水尚須推廣 掌水工未來仍是節水常備軍時至4月5日,烏山頭水庫蓄水量剩下47.8%,僅能提供30至60日的地方用水。為因應逐年惡化的旱象,政府祭出精灌計畫,期望以科技輔助掌水工,提高節水成效。目前,隆田示範區的農業計畫用水量約為2.55萬噸,透過既有的掌水工制度,即可節省平均約25%的水量,精灌計畫則能額外省下約4.6%的水量。但數千萬的建設成本,減弱農民支持計畫的意願,為精灌計畫的推廣添上一層未知數。對此,陳清田表示,精灌計畫會在保障農民產量的前提下,致力改善水資源的使用效率,「執行智慧灌溉一定要讓農民有信心。」為提升農民對精灌計畫的接受度,計畫也辦理教育課程,推廣農業省水的觀念,讓年老的農民能認識新設備的操作方式,減少他們把量測面板當作水路障礙物、移除設備的烏龍事件。陳艷星認為,改變農民傳統的耕作習慣雖難、雖慢,但在缺水現象日益頻繁的情況下,計畫仍有實行的必要性。「以目前的狀況來講,人力還是比較有效率,因為設備沒辦法普及,只有重劃區才有。」阿強說。雖然計畫目前未涵蓋整個烏山頭灌區,教育推廣也尚需時日,但能確定的是,未來掌水工仍是不可或缺的角色。陳清田解釋,掌水工不僅能發揮傳統功能,確保水資源流入嘉南平原的每一隅,也是精灌計畫的執行者,能深入機械無法到達的區域,負責維護田間的科技掌水設施。3月的午後,一隻白鷺鷥杵在田中央,久未逢甘霖的大片土壤,在陽光的照射下,龜裂的縫隙格外引人注目。在這田地稀疏荒涼、農民共體時艱的缺水時節,更能體現掌水工對農業配水的貢獻。掌水工們頭戴白帽、腳穿沾滿泥土的雨鞋,披上反光安全背心,偶爾勾起隨水漂流的樹枝,轉動生鏽的水閘門。未來,他們手上可能會拿著手機,也不必時時刻刻監視田地,而無論時代如何演進,掌水工仍會堅守崗位,繼續扮演農業水資源的守門人,默默穿梭於水路之間。 供水時期,掌水工要掌握所有水閘門正常開關,渠道運作有異狀、阻塞都要排除,也要協調農民的灌溉次序,確保大家都能用到水。 圖/徐嘉璟攝