為降低旱災期間休耕措施，導致農業損失，本研究預計發展智慧灌溉系統，結合物聯網與大數據即時灌溉演算，提升灌溉效率，提供農損與缺水風險管理手段。
研究目標包括物聯網之建構、即時灌溉操作模擬以及風險評估等。
本年度透過資訊理論，以桃園石門灌區為研究場域，以最大灌溉渠道水位變動資訊量為指標，探討水位物聯網最佳配置方案。
以員樹林支渠為例，若以不同最大關聯資訊量為門檻，建議佈建物聯網水位站位置可以如圖所示。
本研究目標在量化水體設計因子對於緩和都市熱環境與戶外熱舒適提升的效果，透過電腦數值模擬解析之技術，嘗試建構水體設計因子與實際提升戶外熱舒適之量化效益模型，作為未來水體設計、環境景觀政策之效益預測參考。研究目的如下：
(一)了解水域空間對於熱環境影響之程度
(二)了解水域空間對於人體熱舒適的影響之程度
(三)了解水域空間對於熱環境的影響因子，將研究所得到的結果參數化可供未來空間規劃設計上的參考
實測地點:台北大湖公園
實測時間:2019/10/21（10:00-17:00）
收集資料:溫度、相對溼度
實測工具:
實測結果：
根據調查結果顯示，平均氣溫最高為測點4(27.27℃)，最低溫為測點1(25.34℃)，可以觀察出溫度隨著距離有遞減的趨勢，較符合研究的假設，可以從實測結果中推測水體面積越大對於周遭微氣候的降溫效果越好，將測點間距離拉大有較可觀測出溫度遞減的趨勢。
本研究研析農村減災之灌排水資源系統，並分析其不確定性管理架構，首先建立灌排系統之最佳化管理模式，再進一部探討其隨機最佳化模式。本研究建構的隨機最佳化架構，建立為二階段最佳化模式，模式包含第一階段與第二階段決策過程，這二個階段之間為不確定性事件發生的時期，故第一階段的決策需同時考慮未來各種可能發生的不確定性情境，而第二階段決策則需針對個別的不確定性事件分析個別的最佳決策。
本研究所發展之不確性最佳灌排水資源管理架構，又可拓展至更複雜的決策問題，當需考量連串的不同時期之不確定性事件，二階段最佳化模式則可切割並擴充為多階段隨機最佳化模式，此模式的任一階段決策都需同時考量之後可能情境組合。本研究所建構之隨機最佳化管理模式，將可考慮灌排系統之不確定性事件，並分析其隨機最佳管理策略。
本研究探討氣象預報投入農業用水，冀能提前掌握水情並因應，降低災害風險。以桃園大圳二支線灌區為研究區域，並考慮氣象預報產品為季長期天氣預報。如圖 1之架構，量化預報之資訊價值，並討論氣象預報對於降低災害風險之能力。同時探討不同預報可偵測機率 (亦稱正確率) 對於應用上之影響。為此，建立本研究建立桃園大圳二支線灌區之農業灌溉之系統動力模式 (石門供水系統模式參考黃群展 (2017)，灌區模式參考林喬莉 (2010) 之模式架構) 模擬灌區之水平衡；利用貝式定理將天氣預報之可偵測機率 (Probability Of Detection，假設有 100%、80%、60%) 納入天氣類別發生機率之計算；利用氣象合成模式 (Tung and Haith, 1995) 將預報描述之情境量化相應之雨量期望值。不同預報情境之缺水量與決策轉換為成本值 (謝宗恩, 2019)。
案例探討以2015年為例；灌溉時程 3 月 14 日至 7 月 11 日。以是否需浚深陂塘作為乾旱因應。考慮四種灌區營運策略情境： (1) 使用預報執行浚深、(2) 使用預報不執行浚深、(3) 不使用預報執行浚深、(4) 不使用預報且不執行浚深。浚深固定為九個灌區且考慮不同方式： (1) 於無埤塘地區增設、(2) 於埤塘效益指數低之灌區浚深、(3) 優選埤塘位置。
以於無埤塘地區增設為例(圖 2)，無論於預報準確度為100%、80%、60%，使用預報所推估缺水量與實際 2015 年二支線灌區差距都比無預報來的小，當缺水量差額轉換為策略成本資訊時，有使用預報益處大於無預報情境。倘若灌區決策者選擇不使用預報將會付出較高成本以避免農損發生。其他案例 (圖 3、圖 4)中，結果皆是有預報資訊下決策成本較小。
圖3、於埤塘效益指數低之灌區浚深之不同預報可偵測機率下之策略成本 (a) 100%、(b) 80% (c) 60%。
圖4、優選埤塘位置之不同預報可偵測機率下之策略成本 (a) 100%、(b) 80% (c) 60%。
埤塘是人工建造的池塘，台灣在200年前已廣泛使用作農業灌溉之儲水設施 。 在桃園地區，超過 2000 面埤塘通過灌溉渠道相連，形成了一個複雜的濕地生態系網絡，並提供許多重要的生態功能，包括提供野生動植物的重要棲息地、為農業灌溉儲水供水、支持漁業養殖、水質淨化、洪旱調節、氣候調節。自2018年起 ，隨著台灣大力推動綠色能源發展，桃園政府以每面埤塘架設太陽能光電板覆蓋率 60％的水表面積為原則，共改造 54面埤塘作光電發展用途。然而，在埤塘的光電設施建設和運營階段，會對埤塘生態系構成的各種風險，以及太陽能光電板設置對埤塘生物多樣性和生態系功能的影響仍然未知。
因此，本研究於2018-2019年以桃園地區3面設有太陽能光電板的埤塘與3面未受干擾的埤塘作研究地點，進行現地環境調查及採集水生生物樣本，藉由比較兩類埤塘的物理，化學和生態特性，研究太陽能發電發展對埤塘生態系的生態功能影響。研究結果用作建立合適評估光電設施設置和運營，對埤塘生態系功能長期影響的生態指標，以為埤塘生態管理發展可行的生態監測及評估方法。
目前研究結果顯示設有太陽能光電板的埤塘水體沒有呈現熱分層現象(thermal stratification)，導致水中營養循環中斷(下圖)。此外，太陽能光電板嚴重降低埤塘水體透光度，致水中浮游植物生物量(葉綠素a)明顯降低，削弱埤塘生態系初級生產力。由於浮游植物作為埤塘生態系中最重要的基礎能量，光電設施建置和運營，改變了埤塘生態系基礎能量供應，從而對生態系結構及功能造成影響。
