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智慧監測水質,助養殖漁業開創新局

智慧監測水質,助養殖漁業開創新局

109年
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 共創 × 翻轉培力

水質變化影響水中生物的生長環境,對水產養殖戶來說更是關乎漁獲產量的重要關鍵。成功大學環境工程系張智華副教授透過「智慧水質監測系統於魚塭養殖環境之應用」計畫,建構完整的水質監測系統,有效節省時間、人力與費用,為養殖漁業注入新的能量。


在「水質管理」課程中,學生於環工系水池示範及解說自製水質監測設備的原理與使用方式。

臺南七股是臺灣最西邊的水產養殖區,養殖面積達4000餘公頃,為全臺之冠。水產養殖受到許多環境變化的挑戰,包括氣溫變化、降雨多寡、藻類生長等,都會對水中環境帶來改變,進而影響養殖水產的存活率與產量。

水質監測是相當專業的技術,內容包括:用水水質需求分析、監測與評估,污染源與水質問題的確認與解決方案的擬定等。成功大學環境工程系張智華老師長期在系上大學部開設「水污染防治」與碩博班「水質管理」課程,但因內容主要以大範圍水域如水庫、河流等進行研究,學生缺少現場實作機會,讓張老師覺得相當可惜,因而思考在小範圍領域中進行水質監測的可能性。

深入了解養殖需求,客製化監測環境

正巧張老師之前參與大學社會責任實踐(USR)計畫時,認識了七股當地的魚塭養殖戶,他發現,養殖戶們雖然了解水質的重要性,甚至曾購買昂貴的水質監測器,卻因不懂保養,或對收集到的水溫、溶氧量等數據不知該如何應用,而對水質監測產生排斥心理。幾番溝通後,張老師提出將水質監測應用在魚塭的想法,當地的年輕烏魚達人邱創褘也認同此一做法,雙方因此一拍即合,打開合作的契機。

張老師預計在選定的魚塭內安置自製的水質監測器,並收集相關數據,分析後做進一步的應用。因此除了課堂上先讓學生了解水質監測的相關內容外,也帶領學生來到現場,實際了解魚塭的養殖狀況。「魚塭雖沒有溪流、水庫範圍大,但養殖的魚種、棲息水層、監測器設置的位置等,都需事先了解,才不會影響到監測數據的真實性與實用性。」為此,除了要不斷與魚塭主人溝通、了解需求外,也須仰賴他們的養殖經驗,才能將水質監測儀器精準安裝,取得有用的水質數據。

一開始,魚塭主人不免有所期待,認為透過水質監測可以提高產量,但張老師直言,由於這是第一年做這樣的嘗試,還沒有直接的數據可印證對產量的幫助,但健康的水質環境可降低水產的致病率,這點倒是毋庸置疑的。


以場域為師,進行腦力激盪與困難排除。

監測器有效節省時間、人力與費用

安裝水質監測器後,對魚塭主人的幫助倒是很快出現,就是減少時間、電費與人力的浪費。原本不少養殖戶因擔心水中溶氧量不足,而讓打氣機維持長時間運作,直到透過水質監測後,才發現白天的溶氧量是足夠的,這時就可適時關閉打氣機,減少電費支出。未來若能將打氣機與行動裝置連線,還可在溶氧量不足時遠端開啟,節省時間與人力的浪費。

張老師表示,當地不少年輕的養殖戶往往身兼數職,要同時兼顧養殖與行銷而分身乏術,「若能省下更多的時間、人力,讓他們將心力放在行銷等方面,就已是不小的幫助。」

另外,市面上的水質監測器價格不低,張老師團隊設計出的水質監測器則能以不到十分之一價格,就達到基本監測需求,未來若能進一步改良穩定性或精緻化等,將更具有商業化的價值。

養殖現場是最好的學習教室

走入現場,對師生來說更是難得的經驗與考驗。環工所碩士班學生周承漢就提到,在水中的水質感測器,經常被生長繁盛的藻類所覆蓋,影響感測器傳輸的功能與訊號,該如何避免草類覆蓋或清洗感測器?都讓他們傷透腦筋。另外,還經常有蜘蛛等蟲類鑽進機器內,帶給他們「意外驚喜」,這些都是當初製作監測儀器時沒預想到的狀況。

「遇到問題是一定的,但我更希望學生能夠發揮創意,思考如何解決問題。」張老師笑說他會讓學生了解,面對現場,老師說的都不一定是對的,只要學生能提出想法,就算只是一點點改變,都可能是很大的突破,而這些創意發想都是屬於學生自己的,更顯彌足珍貴。

未來,張智華老師規劃從監測到控制,將軟硬體結合,達到「智慧化管理」目標。或者,將水質監測器商業化,降低對養殖戶的負擔。「但如果場域沒有告訴我們這些事,直接投入是一定會失敗的。」在確定方向後,張老師將不斷改善設備與相關內容,希望能為養殖漁業創造更多優勢利基。

enlightened計畫主持人

張智華 / 國立成功大學環境工程系 副教授

專長:非點源污染、水質模式、水質管理、水環境遙測技術。

想分享的話:能將大河流域所學的知識,放進小魚塭內實踐,更容易讓學生了解課堂所學,且可實際到現場參與學習。特別在實際進入場域後,從解決場地問題中所得到的成就感,對我與學生來說都是無價的體驗。

enlightened合作場域

臺南市七股區篤加里

enlightened學生回饋

環境工程研究所碩二生 簡佑軒

感想:這次的課程學習到較多的實務經驗,特別有許多突發狀況,都是過往課堂上學不到的。現場有機會與養殖漁民直接接觸,了解養殖的方式與銷售方式等,對我們來說更是新鮮的體驗。

enlightened教學亮點

1.開創將水質管理、水污染防治教學內容放在小範圍場域的新嘗試。

2.實際設計監測儀器,落實應用在養殖漁業上。

 

 

 

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