Optimal determination of paddy ridge for deep ponding paddy fields

本研究之目的在建立一深水灌溉最佳田埂高度之優選模式，在考量水稻田由傳統灌溉轉為深水灌溉所增加之效益與成本下，找出深水灌溉最適合之田埂高度與起灌水深打折係數；模式中考慮的效益與成本包括補注地下水源、調洪蓄水、增加有效雨量之利用、品質改良、增加產量、減少勞力成本、田埂加高工程和增加之農業灌溉用水成本。
本研究建立水稻田滲漏模擬模式以計算水稻種植期間傳統灌溉與深水灌溉之地下水補注量、調洪蓄水量、有效雨量、灌溉期距與灌溉用水量，在此模式中，耕層與犁底層為決定滲漏量的重要關鍵，本研究為了找出模式中最合適之耕層厚度與犁底層水力傳導係數，乃建立水稻田滲漏模式參數檢定之優選模式，並選定台南新化一處田區進行現場量測灌溉水深、入口流量、尾水流量、降雨量及蒸發量資料，並利用禁忌演算法優選出模式之參數。
本研究選定台南新化鎮之田區作為示範場址，將深水灌溉最佳田埂高度之優選模式應用於該田區，模式優選時間為1997~2004年，在計算傳統灌溉轉為深水灌溉之各項效益與成本後，代入遺傳演算法優選出最佳之田埂高度與起灌水深打折係數； (1) 優選結果為最佳田埂高度27.7公分、起灌水深打折係數0.008時，淨效益N = 77674元為最大，顯示在考量效益與成本的情形下，淹水災害較為頻繁的地區可以提高深水灌溉的田埂高度，以降低豪雨發生時的尖峰流量。計算結果顯示深水灌溉在降低勞力成本、補注地下水、調蓄洪水、蓄留有效雨量與增加稻米收益方面皆優於傳統灌溉； (2) 本研究對調洪蓄水效益進行敏感度分析，結果顯示在考慮增高田埂以調蓄洪水為目標的情形下，因水稻田可蓄留水量受限於降雨量，故提升水稻田調蓄洪水效益所增加的田埂高度差異將會逐漸減小。