1、 水利會管水利會管 農作物需水農作物需水l19201920年年l嘉南大圳設計者八田與一嘉南大圳設計者八田與一l將他人生最黃金的歲月，獻給台灣將他人生最黃金的歲月，獻給台灣l他所建造的亞洲第一大壩，烏山頭水庫他所建造的亞洲第一大壩，烏山頭水庫l將嘉南平原一望無際的看天田，變成黃將嘉南平原一望無際的看天田，變成黃金沃野，台灣的大米倉金沃野，台灣的大米倉l九十年後嘉南平原的民生給水、工業用九十年後嘉南平原的民生給水、工業用水、醫療水、醫療-處處仰賴烏山頭水庫處處仰賴烏山頭水庫l台灣西部東側靠山的地方，土台灣西部東側靠山的地方，土壤有一層硬磐，不僅阻礙地下水壤有一層硬磐，不僅阻礙地下水上升，雨水也不易
2、向下滲透，所上升，雨水也不易向下滲透，所以可耕作的部分僅限於表面土壤。以可耕作的部分僅限於表面土壤。若耕作所需的水源皆仰賴天雨，若耕作所需的水源皆仰賴天雨，雨量豐沛時則作物生長良好，得雨量豐沛時則作物生長良好，得以豐收，一旦遇到缺水時節，土以豐收，一旦遇到缺水時節，土壤表面乾裂，農家就要陷入愁雲壤表面乾裂，農家就要陷入愁雲慘霧中了，像這樣的田地，叫作慘霧中了，像這樣的田地，叫作看天田。看天田。台灣西南平原沿海地區有許台灣西南平原沿海地區有許多含鹽量高的鹽分地。多含鹽量高的鹽分地。這些土地的性質不利於作物，這些土地的性質不利於作物，通透性與透水性都不佳，嚴通透性與透水性都不佳，嚴重時甚至可以看到
3、地表上的重時甚至可以看到地表上的白色結晶鹽，即使用灌溉水白色結晶鹽，即使用灌溉水來洗鹽，也不會有太大來洗鹽，也不會有太大的改善，因此，從屏東枋寮的改善，因此，從屏東枋寮至彰化沿海的鹽分地，只好至彰化沿海的鹽分地，只好轉為魚塭使用，有的則轉為魚塭使用，有的則是停留為原始狀態的荒草地是停留為原始狀態的荒草地或池沼一類。或池沼一類。烏腳病是臺灣西南部濱海地區特有的一種地方性疾病。烏腳病是臺灣西南部濱海地區特有的一種地方性疾病。此病究竟起於何時，已無文獻可考，但確知早在日據時此病究竟起於何時，已無文獻可考，但確知早在日據時期，其威脅即已存在，及至民國期，其威脅即已存在，及至民國4545年（年（1956
4、1956年）以後，年）以後，其普及與嚴重的程度才真正開始受到重視與關注。患病其普及與嚴重的程度才真正開始受到重視與關注。患病者的腳上皮膚會先出現烏黑色，逐漸向上蔓延，因此俗者的腳上皮膚會先出現烏黑色，逐漸向上蔓延，因此俗稱烏乾蛇。患者會感到非常疼痛、不得不跛行。治稱烏乾蛇。患者會感到非常疼痛、不得不跛行。治療的方式就是切除發病的部分。但是很多病人切除腳趾療的方式就是切除發病的部分。但是很多病人切除腳趾患部後，小腿又發病，再鋸掉小腿，大腿又出現。有些患部後，小腿又發病，再鋸掉小腿，大腿又出現。有些患者最後仍然在痛苦中死去。這種對人生命凌遲的程度，患者最後仍然在痛苦中死去。這種對人生命凌遲的程度，
5、和癌症不相上下和癌症不相上下l在在19581958年年2 2月由台大醫學院月由台大醫學院的陳拱北教授擔任領隊，的陳拱北教授擔任領隊，率領吳新英教授、內科曾率領吳新英教授、內科曾文賓教授及陳萬裕教授、文賓教授及陳萬裕教授、外科許見來教授、病理科外科許見來教授、病理科葉曙及侯書文教授等人，葉曙及侯書文教授等人，深入嘉南沿海一帶實施調深入嘉南沿海一帶實施調查研究，結果認為係由飲查研究，結果認為係由飲用深井水的砷素用深井水的砷素(Arsenic)(Arsenic)中毒而引起中毒而引起(飲水中砷含量飲水中砷含量0.050.05ppmppm以下對人體比較沒以下對人體比較沒有壞的影響，但是嘉南沿有壞的影響，
6、但是嘉南沿海一帶的深井水的砷含量海一帶的深井水的砷含量甚至高達甚至高達1.821.82ppmppm)。右圖一般烏腳病患者大部份都為成年人，這是一位相當年輕的患者，名叫阿忠的小朋友，當年他才五歲，相片中他的部份手指及雙腳已經切除不久之後就病逝。左圖是烏腳病患者楊李爾，學甲鄉秀村人，當年新婚二十四歲，原欲自縊，經開導後接受切除手術，其右小腿及左大腿以下均切除，她的故事經一位德籍宣牧師拍成電影憐憫之門。l這是由於嘉南沿海一帶的這是由於嘉南沿海一帶的土地鹽份高，淺井土地鹽份高，淺井(鼓井鼓井)的水太鹹，必須挖出深度的水太鹹，必須挖出深度達一百公尺以上的深井，達一百公尺以上的深井，俗稱地河井的水來飲俗稱
7、地河井的水來飲用。最初居民都認為深井用。最初居民都認為深井水上比淺井水好喝，人人水上比淺井水好喝，人人都稱這股清涼甘醇的水叫都稱這股清涼甘醇的水叫神水，不幸這些水多神水，不幸這些水多數含過量的砷及其他有害數含過量的砷及其他有害物質，所以經學者研究結物質，所以經學者研究結果確定了深井水是烏腳病果確定了深井水是烏腳病的禍害之源。的禍害之源。深水井即地河井淺水井即鼓井 有了嘉南大圳的嘉南平原有了嘉南大圳的嘉南平原嘉南平原原本只有五千公頃的水田，一九三年嘉南大圳通水後，水田增加為十五萬公頃。一九二年，八田與一受命改善嘉南平原的農田水利，他的水利計畫，首先興建一座蓄水量八千萬立方公尺的烏山頭水庫，而後開
8、鑿河渠，連結烏山頭與曾文溪濁水溪兩地水源，工事區域東西寬二十公里，南北長九十公里。從一九二施工到一九三年整整十年完工，花費五千四百一十四萬圓。論規模與技術在當時都堪稱世界一流的水利工程。半個世紀後，今天的嘉南大圳，除了原有的烏山頭水庫外，沿岸水庫碑池增加為四十四座，取水口增加為一百一十四處，三年一作的水田也改為三年二作，嘉南大圳的水流過七十年光陰，流過嘉南平原，和以前一樣為嘉南農田注入活力。l大圳在大圳在19201920年最初計劃中，預計以年最初計劃中，預計以6 6年年42,000,00042,000,000圓的經費來興建，其中由總督府補圓的經費來興建，其中由總督府補助助12,000,0001
9、2,000,000圓，其餘由相關利害人負擔。之圓，其餘由相關利害人負擔。之後受到後受到19231923年日本關東大地震及工事期間施工年日本關東大地震及工事期間施工不順遂影響迫使計劃改變，不順遂影響迫使計劃改變，l工程延至工程延至19301930年年5 5月才完工，工程經費追加至月才完工，工程經費追加至54,139,67854,139,678圓，總督府補助金提高至圓，總督府補助金提高至26,740,00026,740,000圓圓。l烏山頭水庫大壩的土堰堤長1,350公尺，堤體體積有297萬立方公尺，相當於中規模的貯水池容量，由於嘉南平原是黏重土質，為了壩堤的施工，八田與一採用半水成填充式（S e
10、 m i-hydraulic Fill）的方法興建壩堤，雖是如此，工程期從1921年發電所施工開始到1930年完工，亦進行近9年的時間。從前述的兩個事例來看，大圳的興建過程相當艱辛，不但工程經費最高，工程期很長，甚至有人員傷亡。l為儲蓄用水於官田鄉為儲蓄用水於官田鄉烏山頭。集水面積烏山頭。集水面積5858萬平方公里，佔台灣萬平方公里，佔台灣澎湖縣澎湖縣1 1萬萬2 2千公頃二千公頃二分之一，跨台南縣六分之一，跨台南縣六甲、大內、官田及東甲、大內、官田及東山等山等4 4鄉鎮，有效蓄鄉鎮，有效蓄水量達水量達154154*10106 6立方立方公尺。公尺。l嘉南大圳完工後改成兩大灌區為：烏山頭水庫灌
11、區包括台南、嘉義等4縣市，灌溉面積約8萬3,000公頃；l濁幹線灌區包括雲林縣，灌溉面積約4萬3,000公頃，l尚有由河川、埤池取水之一般灌區，灌溉面積約2萬6,000公頃，l合計15萬2,000公頃。l引烏山頭水庫水源的北幹線自烏山頭北行，跨急水溪、引烏山頭水庫水源的北幹線自烏山頭北行，跨急水溪、龜重溪、八掌溪及朴子溪，止於北港溪，縱坡龜重溪、八掌溪及朴子溪，止於北港溪，縱坡1/7,0001/7,0001/2,4001/2,400，灌溉北港溪以南至烏山頭貯水池間的，灌溉北港溪以南至烏山頭貯水池間的56,00056,000甲土地，北幹線長甲土地，北幹線長47.547.5公里，有結構物公里，有結
12、構物171171處，處，支線支線2222條，分線條，分線3131條。條。l南幹線自烏山頭南走，跨官佃溪、曾文溪至茄南幹線自烏山頭南走，跨官佃溪、曾文溪至茄拔附近，縱坡拔附近，縱坡1/3,0001/3,0001/2,6401/2,640，灌溉烏山頭，灌溉烏山頭以南約以南約42,00042,000甲土地，長甲土地，長1010公里，有結構物公里，有結構物3838處，支線處，支線6 6條，分線條，分線2222條條。l引濁水溪水的濁幹線，自林內第一取水口起，沿北港引濁水溪水的濁幹線，自林內第一取水口起，沿北港溪右岸而南行，止於北港溪北岸，縱坡溪右岸而南行，止於北港溪北岸，縱坡1/5,5001/5,500
13、1/2,4001/2,400，灌溉北港溪以北，灌溉北港溪以北46,00046,000甲土地，另有北港溪甲土地，另有北港溪暗渠和烏山頭北幹線通水，長總計暗渠和烏山頭北幹線通水，長總計40.340.3公里，沿線有公里，沿線有結構物結構物9494處，支線處，支線1616條，分線條，分線3434條。條。灌溉排水系統水源導水路幹線支線分線小給水路農田小排水路中排水路大排水路河海l嘉南大圳的主要工程，係包羅烏山頭堰堤的建嘉南大圳的主要工程，係包羅烏山頭堰堤的建設以及灌溉嘉南廣大地區的灌溉、排水工程為設以及灌溉嘉南廣大地區的灌溉、排水工程為工程主體。灌溉渠道的建設工程是一件繁雜而工程主體。灌溉渠道的建設工程
14、是一件繁雜而費神、費時、費金錢的工程，水是從高處流到費神、費時、費金錢的工程，水是從高處流到低處的，為了灌溉渠道的坡度及測量工作都是低處的，為了灌溉渠道的坡度及測量工作都是非常艱鉅的。非常艱鉅的。l嘉南平原係跨及嘉義、臺南的廣大平原，在廣嘉南平原係跨及嘉義、臺南的廣大平原，在廣闊的平原上，敷設像蜘蛛網交織的大小渠道，闊的平原上，敷設像蜘蛛網交織的大小渠道，原而大小渠道總長度達到一萬六千餘公里，由原而大小渠道總長度達到一萬六千餘公里，由此可窺見其工程的繁複和困難。此可窺見其工程的繁複和困難。輪作制度係依氣候、環境、土壤、水資源、勞力、資金以及作物生產量與收益情形而定，雲嘉南地區，稻田輪作制度非常
15、複雜，以往以灌溉方式區別為雙期作田;一、二期單期作田;三年二作及三年一作水稻之輪作方式.雙期作田:每年種植水稻-水稻-裏作(雜作或綠肥)一,二期單期作田:每年只種一次水稻,其餘時間種雜作或綠肥三年輪作田:三年一作:三年二作:第一年:第一年:第一小區:甘蔗-雜作 第一小區:甘蔗-雜作 第二小區:雜作-水稻-雜作 第二小區:雜作-水稻-雜作 第三小區:雜作-甘蔗 第三小區:雜作-水稻-甘蔗 第二年:第二年:第一小區:雜作-水稻-雜作 第一小區:雜作-水稻-雜作 第二小區:雜作-甘蔗 第二小區:雜作-水稻-甘蔗 第三小區:甘蔗-雜作 第三小區:甘蔗-雜作 第三年:第三年:第一小區:雜作-甘蔗 第一小
16、區:雜作-水稻-甘蔗 第二小區:甘蔗-雜作 第二小區:甘蔗-雜作 第三小區:雜作-水稻-雜作 第三小區:雜作-水稻-雜作台灣目前共有十七個農田水利會從事農業灌溉用水之經營與管理，但是由於灌溉區域廣大、作物種類繁雜、土壤物理性掌握不易，再加上輸配水渠道錯綜複雜，其營運管理相當困難，為能對農業用水進行有效的管理，水利會必須整合大量的空間分佈資料，如土壤、作物、水源、氣象及輸水網絡等等，以往水利會是使用紙圖來處理這類型的空間資料。地圖是人類用來記錄具有空間分佈資料的傳統工具，在數千年前，便開始有簡單的地圖出現，雖然地圖製作技術不斷的進步，地圖的精確性也大大的提升,但圖籍上不易進行較複雜的複合式空間查
17、詢，以及不同比例的圖籍無法進行套疊分析等問題，均使紙圖之使用無法滿足現今時代的資訊需求。由於地理資訊系統技術日趨成熟，軟硬體的成本快速下滑，地理資訊系統已經逐漸的使用於自然資源規劃管理與都會發展相關業務，因其強大的空間資料管理與分析能力，地理資訊系統十分適合水利會用以有效提升其業務之經營效率。l嘉南農田水利會為例，其灌溉區域涵蓋了嘉義台南地區四縣市，灌溉用水主要來源為曾文、烏山頭及白河水庫與部分的零星埤圳，藉由分佈於區域內之渠道網絡，將灌溉所需之用水量輸送到各個灌溉管理單位。嘉南灌區為全省17個水利會中佔地範圍最大、渠道長度最長的灌區，渠道總長度約為1922萬公尺，總共有27條幹線、86條支線
18、、254條分線以及星羅密佈的中小給水路及補給水路，幹線長度約有17萬公尺、支線約33萬公尺、分線約59萬公尺，呈樹枝狀分佈於各個管理處。為有效管理龐雜的輸配水渠道系統，水利會地理資訊系統中亦建立渠道系統與灌區間之空間位相關係，以期有助於灌溉管理決策之彈性，提昇水利會業務之效率及效能。l灌溉計畫擬定l灌溉渠道管理系統l行動GIS與現地查報系統l會有財產管理l區域用水規劃決策支援系統 EX:發生乾旱 l嘉南農田水利會被要求減少10%的灌溉用水(約7千萬噸)l管理者該怎麼辦管理者該怎麼辦?水管理的層面水管理的層面 *輸水損失-渠道垂直滲漏,橫向滲漏及水面蒸發,一般 約為1545%,烏山頭灌區為例,其
19、輸水損失 為26.7%離水源遠近-離水源越遠的灌區,因輸水距離長,輸 水損失較大 渠道維護狀況 *灌溉效率 土壤質地,入滲率 灌溉方法作物制度層面作物制度層面 減少水稻灌溉面積 減少期作一期作休耕 轉作-主要可分為水生植物,養殖即旱作,農田永續利用 的觀點 決策變數決策變數 在哪裡休耕:集團休耕-如果將各分線作為休耕的基本單位 零星休耕-農糧署為考慮休耕之公平性,以鄉鎮別為 休耕之基本單位 休耕多少面積:若以八掌溪支線為例,若休耕面積達2200ha,集團休 耕與零星休耕之節水潛能相當接近,蓋因其面積趨 於該灌區所有雙期作田之灌溉面積,其輸水損失將 近一致,故節水潛能亦較為接近影響因子影響因子 離水源遠近 渠道維護狀況 土壤入滲率 現有之作物制度 氣象因素 其他.l陳正美(2009)南瀛水圳誌l王金河口述,林雙不著(2009)側寫王金河:台灣烏腳病之父生命點滴l蘇明道(2007)農田水利會地理資訊系統的發展與技術l李英華(2005)休耕方式對農業灌溉節水效能之評估 感謝您的耐心 謝謝指教
