103年度多元化監測及整合技術應用於宜蘭、嘉義、台南及屏東地區地層下陷監測

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103年度多元化監測及整合技術應用於宜蘭、嘉義、台南及屏東地區地層下陷監測

  • 編/著/譯者 / 綠環工程技術顧問有限公司
  • 出版機關 / 經濟部水利署
  • 出版日期 / 2014-12
  • 主題分類 / 水利
  • 施政分類 / 其他
  • ISBN / 9789860434484
  • GPN / 1010302727
  • 頁數/張數/片數 / 264
  • 裝訂 / 平裝
  • 定價 / NT$ 1200
  • 9 折優惠價 / NT$ 1080
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簡介

臺灣地區由於經濟快速發展,水資源需求大幅增加,加上地下水取用方便,使得超抽地下水的情形普遍,導致發生地層下陷問題,雖然其中以彰化與雲林地區最為嚴重,但其他地區包括:宜蘭、嘉義、臺南與屏東,也都曾發生地層下陷。長期地層下陷將會對國土資源、重要結構物安全與防洪排水產生影響。所以如何快速、有效與精確的量測地層下陷與找出地層下陷機制成為一項重要的議題。
經濟部水利署為有效監測地層下陷行為,持續減緩地層下陷之發生,在臺灣地區設置了多元化監測系統(包括GPS固定站、水準測量監測網、磁環分層式地層下陷監測井),分別從空中、地面與地下不同面向監測地層下陷之行為。本計畫依據「地下水保育管理暨地層下陷防治計畫」,繼續進行宜蘭、嘉義、臺南與屏東等地層下陷區以多元化監測及整合技術進行地層下陷之嚴密監測,並整合上述資料針對新興異常地區與嚴重沉陷區進行下陷機制之分析與探討,而上述相關監測數據、調查資料與分析成果,未來將作為地下水保育管理計畫與防範地層下陷之重要參考依據。

本計畫之工作內容說明如下:
(1) 地層下陷區之水準網檢測與分析
本計畫實施水準檢測的區域為宜蘭(175公里)、嘉義(355公里)、臺南(240公里)與屏東(287公里)等地區,測量里程共1,057公里,測量閉合差精度之要求為3mm 。

(2) 地層下陷監測井與GPS固定站之維護與資料分析
針對宜蘭、桃園、嘉義、臺南、高雄與屏東地區內之18口磁環分層式地層下陷監測井(以下簡稱地層下陷監測井),與漁業署1口地層下陷監測井,共19口,與1個GPS固定站進行維護管理、觀測及分析。
(3) 地層下陷區之資料整合分析與成因探討
整合水準網檢測、地層下陷監測井、GPS固定站與地下水位等監測資料,運用相關分析技術以進行下陷區之下陷機制分析,及提出概念性防治建議,以提供水利署針對地層下陷防治策略之參考。

本計畫已完成宜蘭、嘉義、臺南與屏東地區之水準檢測並定期進行地層下陷監測井之觀測與分析,茲將成果說明如下:
(1) 地層下陷區之水準網檢測
(a) 宜蘭地區民國103年最大年下陷速率為3.3公分/年(蘇澳鎮),顯著下陷面積為0.01平方公里,其次下陷位置發生在礁溪鄉,其餘各區之下陷速率大都在±1公分/年以內;整體而言,宜蘭地區無明顯下陷,僅於蘇澳冷泉地區、礁溪市區與壯圍沿海出現局部輕微下陷。
(b) 嘉義地區民國103年下陷速率皆低於3公分/年,顯著下陷面積為0平方公里,僅在六腳鄉、東石鄉、布袋鎮與義竹鄉有部分區域下陷量約在1-2公分/年之間,其餘點位下陷速率皆小於1公分/年。
(c) 臺南地區民國103年下陷速率皆低於3公分/年;惟有在臺南市北門鄉、學甲鎮與鹽水鎮有部分區域下陷量約在1-2公分/年之間,其餘點位下陷速率皆小於1公分/年,最大年下陷速率為1.4公分/年,而顯著下陷面積為0平方公里。
(d) 屏東地區103年下陷速率超過3公分/年之區域為佳冬鄉與林邊鄉,最大年平均下陷速率約為4.7公分/年,顯著下陷面積為17.6平方公里,相較於前一期(民國101至102年),今年度下陷速率與顯著下陷面積都有增加趨勢。
(2) 地層下陷監測井與GPS固定站之維護與資料分析
(a) 本計畫共計維護宜蘭(1口)、桃園(1口)、嘉義(7口)、臺南(4口)、高雄(1口)及屏東(5口),共19口的地層下陷監測井,目前所有監測井功能正常,每月定期量測一次。
(b) 水利署所屬嘉義布袋國小GPS固定站(BDES),根據四項觀測品質指標顯示(民國97年1月至民國103年10月),該站訊號品質穩定正常。
(3) 地層下陷區之資料整合分析
(a) 103年度宜蘭蘇澳冷泉地區的檢測點「水利宜37」與「水利宜38」的下陷速率仍出現較大之情形分別為2.8與3.3公分/年,且民國101年該區域附近已發現有異常下陷之情形,建議未來持續加強觀察本區域之下陷變化趨勢。
(b) 桃園地區僅1口監測井-樹林國小,地層長期累計呈現回彈,地下水位亦持續上升,顯示當地應已無地層壓縮情形,且地層變形與地下水位已無明顯相關性,比對每月壓縮量及降雨量之分布,亦顯示無明顯關聯性。
(c) 嘉義高鐵鄰近地區新港鄉與六腳鄉,今年度下陷情形已大幅減緩,但六腳鄉非法水井超過3000口,主要皆為農用,水井深度大都介於0~50公尺之間;且由安和國小地質柱狀圖資料顯示,深度約25至38與50至70公尺處有較厚泥層易發生地層壓縮情形,由於高鐵墩柱深約70公尺,在基樁深度範圍內產生土層壓縮,會對高鐵產生負摩擦力影響,因此未來須注意該地區淺層的地下水位變化與壓縮量。
(d) 嘉義地區近期地下水位多為持平或上升,因此除網寮國小、布袋國小與南興國小地層下陷監測井呈下陷狀態外,其餘各井呈地層回彈的現象,且經比較布袋國小GPS固定站、水準測量及地層下陷監測井之下陷量顯示,布袋地區有明顯深層壓縮的行為發生,因此未來需持續注意這些區域使用深層水源的情形及地層壓縮變化的發展。
(e) 近期臺南地區之地下水位多為持平或上升,區域內各監測井除怡安科技與學甲國中地層下陷監測井呈下陷狀態外,其餘各井呈地層回彈的現象,因此未來需對台南科學園區與學甲地區產業之用水行為持續注意。
(f) 高雄地區之地層壓縮行為不明顯,長期平均壓縮變形速率僅0.2公分年;近期又因地下水位逐漸回升,地層呈回脹狀態,故無明顯壓縮地層。
(g) 屏東地區近期因地下水位逐漸回升,故無明顯壓縮地層,但依據過去監測資料比對顯示,該區地層下陷行為與雨量豐枯期有密切相關性,因此對於此地區之地層壓縮現象仍需持續注意。


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