【水庫無水】關於水資源管理,物聯網能做什麼?

作者:劉書妤

水是人類生活中不可或缺的資源,因此在城市智慧化的過程中,水資源的管理尤其重要。傳統的水資源管理仰賴人工現場處理,耗費許多時間與人力成本。該如何更有效率地管理水資源?

利用物聯網系統中的感測裝置是個好選擇,以物聯網技術、大數據、雲端計算、人工智慧等科技,對水資源的各個環節進行監控、分析、評估與決策,再透過通訊技術,就可以讓使用者取得資訊。

此舉也能更精準監測水質、即時反映水域狀況,特別是近年受氣候變遷影響,更可能在瞬間下起暴雨,短時間累積過多雨量造成水災或淹水,因此,利用科技掌握雨勢的即時變化與各地淹水情況,有助於災害防範與加速災難救援。

將IOT技術功能用來管控水資源已經勢在必行,以往的治水手段以工程為主,不過,在目前水庫和堤防等建設已大致完成的狀況下,就必須以管理為重,採取智慧管理措施來輔佐既有的工程管理模式。因此經濟部水利署建置「水資源物聯網平臺」(Internet of Water,IoW),這是前瞻數位建設的一環,亦呼應科技部所提出的民生公共物聯網計畫。

經濟部水利署建置「水資源物聯網平臺

物聯網智慧化管理水資源 提供感測資料及運算服務

水資源物聯網匯流整合各類水利監測數據,結合資料驅動及環境感測的優點,建構智慧調控雲端動態服務系統,發揮水資源供需調控最佳效益。透過感測器建置,以低功率廣域(LPWAN)傳輸技術,開發水災智慧防汛及水利建造物安全監控等技術,監測流域風險與環境,強化防汛與管理,使人民遠離水災威脅。除了大量蒐集水利監測感測資料外,也提供水資源相關計畫單位於該平臺建立大數據分析及應用系統,為產學研界提供規格化的感測資料供應及運算資源服務。

在水資源物聯網的資料瀏覽部分共有:淹水感測器、河川水位站及水庫情資三類。淹水感測器是依照人口居住及活動的密度,設置於地勢較低的地方,透過超音波感測水位高度,即時傳送該地淹水高度。而河川水位監測站目前較集中於南部水域,如二仁溪、急水溪、鹽水溪及八掌溪流域,選擇水系名稱及監測站,便會顯示該河川水位高度。

淹水感測器的畫面。(圖片來源:擷取自水資源物聯網)

河川水位站的畫面。(圖片來源:擷取自水資源物聯網)

而水庫情資可說是前陣子缺水時大家最關注的資訊。在水資源物聯網會顯示全台的水庫資訊,包含何時建造、隸屬於哪個流域等基本資料,還有大家關心的蓄水率,並可依日期查看水庫何時曾缺水,例如曾文水庫在5月30日時,蓄水量一度跌到只剩3.6%,所幸這幾日接連陣雨,目前蓄水量已達15.6%。

最大挑戰:資料太多

水資源物聯網的最大挑戰就是資料量太大,已累積長達四、五十年的水文資料庫,涵蓋全國的雨量、水庫水位、河流量等紀錄。為了有效處理龐大的資料量,先以落地公有雲Azure Stack建置水資源物聯網平台,建立開放式架構雲端環境,提供資料庫、檔案及雲端運算等PaaS(平台即服務)服務,並進行資料的釐清與切分,適合做為開放資料的就上雲端,機敏性資料則留在地端。

曾文水庫的相關資料。(圖片來源:擷取自水資源物聯網)

台中設置水盒子 監測水質、即時回報數據

不僅用科技來監測水域流量,也能用來監測水質。為嚇阻工廠任意排放廢汙水,台中市政府環保局2020年與環保署合作執行台灣智慧水聯網計畫, 9月底完成水質感測器「水盒子」的設置,布設在全市11處魚群死亡好發水域,和19處高汙染潛勢區的下游,透過24小時全天候、線上監控水質狀況,有效掌握異常排放週期。

傳統污染源稽查是到現場採樣,再送實驗室分析,有時間及空間限制;而水盒子結合衛星定位與人工智慧,每分鐘回報監測數據,並整合到環保署物聯網資料中心,能即時反映汙染潛勢地區的水體品質,克服不法業者利用下班時間或假日偷排廢水的問題,當水質監測值異常時,就發送電子郵件通知稽查人員,有效縮短應變處理時間。環保局表示,未來會持續增設水盒子。

水盒子確實成為查緝排放廢水及監測水質的助力。在豐原區一處民眾常陳情的河段下游,水盒子顯示放流水導電度超標,稽查人員到場採水,並以雲端監視器協助蒐證,最後確認是上游其中一家電鍍業者偷排廢水,導致水中懸浮固體、化學需氧量皆超標。不肖業者偷排廢水手法層出不窮,環保局除了運用水盒子,也出動無人機採水查緝。

水盒子的外觀。(圖片來源:台中市環保局)

 

小結:不論是水資源物聯網平台,或是用來監控水質的水盒子。以感測裝置結合物聯網技術及大數據等科技,監控水資源,能即時反映水情,讓水資源得到更有效的利用。

(本文經同意轉載自合作媒體 vMaker台灣自造者原文連結 

Author: vMaker編輯部

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