臺北、苗栗、臺中、嘉義、屏東及宜蘭地區地層下陷監測及分析. 107年度

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，導致地層下陷災害的發生。為減少地層下陷對環境與國土之破壞，政府自民國84年起陸續推動第一、二期地層下陷防治執行方案，對於減少全臺持續下陷面積已頗具成效。部分區域如臺北、嘉義、屏東與宜蘭地區，過去皆有發生地層下陷的歷史紀錄，且由106年度監測成果顯示，臺北地區最大年平均下陷速率為0.9公分/年，嘉義地區最大年下陷速率為3.2公分/年，屏東地區最大年下陷速率達3.8公分/年，宜蘭地區過去主要下陷位置發生在蘇澳地區，103年度最大年下陷速率為3.2公分/年，因此仍須持續監測地層下陷之情形；而苗栗與臺中地區已有部分區域設置為地下水管制區，因此須持續性的監測，以利未來進行整體性的地層下陷管理。
由於上述地區仍有發生地層下陷的可能性，本計畫依據「地下水保育管理暨地層下陷防治第2期計畫(104～109年度)」，為瞭解上述區域之下陷行為與趨勢發展，今年度繼續在臺北、苗栗、臺中、嘉義、屏東與宜蘭等地區以多元化監測系統(包括GPS固定站、水準測量、磁環分層式地層下陷監測井、深層水準樁與地下水位站等)進行地層下陷之嚴密監測，同時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，未來將作為政府水資源規劃與防範地層下陷之重要參考依據。
107年度主要工作項目包括：地層下陷區之水準網檢測1430公里；地層下陷監測井20口及GPS固定站4站與深層自動化觀測水準樁1站之維護與資料分析；新建1站GPS固定站；新建1口300公尺磁環分層式地層下陷監測井；地層下陷區之資料整合分析。各項工作已執行完成，茲將相關成果說明如下：
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一、地層下陷區之水準網檢測與分析
完成臺北(260公里)、苗栗(185公里)、臺中(160公里)與嘉義(360公里)、屏東(290公里)、宜蘭(175公里)等地區之水準檢測，總計今年度水準測量總里程數為1430公里，水準檢測成果說明如下：
(一)臺北地區
民國107年臺北地區全區最大年下陷速率為1.6公分/年，顯著下陷面積為0.0平方公里，多數檢測點下陷速率約±1公分/年內，無顯著地表變化；水準檢測成果顯示，臺北地區已近7年無顯著下陷。
(二) 苗栗地區
分析民國101-107年苗栗地區的水準測量成果顯示，該地區年平均下陷速率低於1公分/年，而該變動量在測量誤差範圍之內，因此現階段苗栗地區無顯著地表變化發生。
(三) 臺中地區
分析民國101-107年臺中地區的水準測量成果顯示，該地區年平均下陷速率低於1公分/年，而該變動量在測量誤差範圍之內，因此現階段臺中地區無顯著地表變化發生。
(四) 嘉義地區
民國107年嘉義地區最大年下陷速率為4.7公分/年(位於布袋鎮與義竹鄉)，顯著下陷面積為114.2平方公里。由107年度水準檢測結果顯示，嘉義地區的最大年下陷速率與顯著下陷面積都較民國106年明顯增加(由7.0平方公里增加至114.2平方公里)。
(五)屏東地區
民國107年最大年下陷速率為3.1公分/年，顯著下陷面積為0.1平方公里；水準檢測成果顯示，今年度屏東地區最大年下陷速率與顯著下陷面積均較106年監測成果皆有減緩現象，主要沉陷範圍集中在林邊溪出海口兩側的林邊鄉和佳冬鄉。
(六)宜蘭地區
宜蘭地區民國107年最大年下陷速率為2.0公分/年（蘇澳鎮），顯著下陷面積為0.0平方公里，主要下陷位置發生在宜蘭市，其次下陷位置發生在五結鄉與蘇澳鎮，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，僅於宜蘭市、蘇澳地區、五結地區出現局部輕微下陷。

二、地層下陷監測井、GPS固定站與深層自動化觀測水準樁之維護與資料分析
(一) 地層下陷監測井
本計畫維護宜蘭(1口)、桃園(1口)、嘉義(7口)、臺南(5口，含107年度新設1口)、高雄(1口)及屏東(6口，含漁業署1口)，共21口的地陷監測井，目前所有地陷監測井功能正常，並每月定期量測一次。
(二) GPS固定站
1. 本計畫維護嘉義(3站，含107年度新設1站)與屏東(2站)地區共計5站GPS固定站，目前各GPS固定站之監測功能正常。各站單日觀測數量皆高於25000筆、週波脫落指標介於0～5、MP1值及MP2介於0.1～0.6，訊號品質穩定接收中。
2. 為分析全臺地層下陷情勢並加強觀測網形強度、加密測區觀測點位與善用各單位資源，本計畫蒐集包含經濟部水利署、內政部國土測繪中心、內政部地政司、交通部中央氣象局、中央研究院、IGS固定站、經濟部中央地質調查所、工業技術研究院共計195個GPS固定站進行聯合解算。

三、新建1站GPS固定站
(一) 高速鐵路行經嘉義新港鄉，由過去監測成果顯示，該地區歷年水情嚴峻時期（如民國100、103與104年）下陷情勢均明顯增加；由區域內地陷監測井成果顯示，主要壓縮層發生於地下49～126公尺，而高鐵墩柱深約70公尺，在基樁深度範圍內產生土層壓縮，將增加高鐵結構沉陷。為有效監測該區域重點時期(水情嚴峻)之三維時序變化，加密整體GPS固定站觀測網，及瞭解淺層地下水位變化與壓縮量之關係，經水利署會勘同意後，選定於新埤國小為新設GPS固定站站址；新設GPS固定站目前已建置完成，並於民國107年6月驗收合格。
(二) 截至今年度10月份，新埤國小GPS固定站單日觀測數量皆高於40000筆、週波脫落數/觀測量數比值約4～5、MP1值及MP2約0.2～0.5公尺，訊號品質穩定接收中，遠端傳輸、資料擷取及數據儲存等功能皆正常運作中。

四、新建1口300公尺地層下陷監測井
(一) 臺南市安南區過去為嚴重地層下陷區域，自民國90年～106年累積下陷量達10～20公分，民國93年曾在成功大學安南校區內設置一口300公尺地陷監測井，目前該地陷監測井的磁環已有顯著的退化現象發生，考慮臺南市安南區現階段與未來皆有大規模開發計畫，經水利署會勘同意後，選定於成功大學安南校區為新設地層下陷監測井站址；新設地層下陷監測井業已建置完成，並於民國107年7月驗收合格。
(二) 本計畫於民國107年6至8月期間，針對新設地陷監測井每半個月進行量測一次，經成果顯示地陷監測井功能正常，同時經該地陷監測井之不確定度評估後，其量測精度約為±0.08公分。

五、地層下陷區之資料整合分析
(一) 宜蘭地區
宜蘭壯圍地區之地層壓縮行為仍持續發生，但由民國98年至107年，其累計壓縮量僅4.5公分，且長、短期平均壓縮速率均小於1公分/年以下， 近期（民國103年7月至107年10月）地層壓縮量僅1.1公分，因此區域內地層壓縮行為與主要壓縮範圍並不明顯。
(二) 桃園地區
由觀音區樹林國小地陷監測井資料顯示，桃園地區長期之地層變化情形呈現回彈狀態，由民國93年累計至107年之回彈量為0.5公分，且長期與短期平均壓縮變形速率均小於1公分/年以下，顯示該地區地層壓縮行為不明顯；由地下水位與其對應之壓縮量關係分析顯示，目前地層壓縮行為與地下水位變化無顯著相關性。
(三) 苗栗地區
苗栗地區年平均下陷速率低於1公分/年，且變動量在測量誤差範圍之內，因此現階段無顯著下陷之虞。
(四) 臺中地區
臺中地區年平均下陷速率低於1公分/年，且變動量在測量誤差範圍之內，因此現階段無顯著下陷之虞。
(五) 嘉義地區
嘉義地區之地層壓縮行為仍持續發生，近期以濱海地區的網寮國小地陷監測井最為顯著，長期平均壓縮速率達3.3公分/年；而近期（民國103年7月至107年10月）地層壓縮行為則以鄰近高鐵的安和國小地陷監測井最為明顯，年平均壓縮速率為2.0公分/年，其餘各地陷監測井之年平均壓縮速率則介於1.0～1.8公分/年之間。未來需持續注意這些地區地層下陷情形的發展。以下分述各主要沉陷區域之相關分析。
1. 東石鄉
分析區域內主要下陷點位(內部G056)歷線圖顯示，該地區民國93年下陷最嚴重，年下陷速率達9.0公分/年，102～103年下陷速率減緩至小於1.0公分/年，至104年下陷速率又上升至4.0公分/年，105年下陷速率趨緩至2.3公分/年，至民國106年下陷速率下降至0.9公分/年，民國107年下陷速率顯著增加至3.5公分/年。
2. 布袋鎮
分析區域內主要下陷點位(嘉45)歷線圖顯示，民國93年下陷最嚴重，年下陷速率達6.6公分/年，99年～103年下陷速率逐年趨緩，至104年下陷速率又增至4.4公分/年，105年下陷速率趨緩至0.9公分/年，106年下陷速率為1.2公分/年，民國107年下陷速率顯著增加至3.5公分/年。
3. 義竹鄉
分析區域內主要下陷點位(水資嘉09)歷線圖顯示，民國93年下陷最嚴重，年下陷速率達5.5公分/年，99年～103年下陷速率逐年趨緩，至104年下陷速率又增至3.0公分/年，105年下陷速率趨緩至1.1公分/年，106年下陷速率為1.9公分/年，民國107年下陷速率顯著增加至3.5公分/年。
4. 朴子市
分析區域內主要下陷點位(內部I042)歷線圖顯示，民國99～103年下陷速率逐年趨緩，至104年度下陷速率又上升至3.7公分/年，105年下陷速率趨緩至1.5公分/年，106年下陷速率為1.2公分/年，於民國107年下陷速率增加至為2.4公分/年。
5. 新港鄉與六腳鄉
(1) 分析區域內主要下陷點位(BM28)歷線圖顯示，民國93年下陷最嚴重，年下陷速率達4.3公分/年，99年～102年下陷速率逐年趨緩，至104年下陷速率增至3.8公分/年，105年下陷速率雖減緩至0.4公分/年，但106年又上升至3.0公分/年，民國107年下陷速率為2.6公分/年。
(2) 分析新港鄉安和國小地陷監測井資料顯示，地表至深度293公尺的地層均有壓縮行為發生，但主要壓縮範圍以地表至深度126公尺的地層壓縮量相對較大。鄰近的安和地下水位站資料顯示，深度96公尺與164公尺的地下水位波動較大，其地下水位深度範圍與主要壓縮範圍相近，由於這個區域鄰近高速鐵路，而壓縮深度涵蓋高鐵基樁深度，長期出現顯著地層壓縮，將會對高速鐵路產生影響，因此需持續注意該地區後續的地層壓縮行為變化。
(六) 臺南地區
107年度前期之降雨量與106年度相近，但明顯較105年度同期減少，且各地陷監測井鄰近之水位站資料亦顯示水位洩降量多較105年度大，因此今年度區域內地層壓縮之行為可能受此影響而較去年明顯；下營國小及學甲國中地陷監測井壓縮情況相對明顯，長期與短期平均壓縮速率均接近於1.0公分/年以上。
(七) 高雄地區
由永安區鹽田分校地陷監測井資料顯示，此地區之地層壓縮行為
不明顯，本區由民國92年至107年累計壓縮量為4.7公分，故區
域內地層壓縮行為與主要壓縮範圍並不顯著。
(八) 屏東地區
民國107年屏東地區最大年下陷速率為3.1公分/年，顯著下陷面積為0.1平方公里，主要沉陷範圍集中在林邊溪出海口兩側的林邊鄉和佳冬鄉；由水準檢測結果顯示，今年度下陷速率與顯著下陷面積都較106年度有減緩的現象。由屏東地區大庄與林邊國中地陷監測井資料顯示，年平均壓縮速率均大於1公分/年以上；，其餘各地陷監測井之年平均壓縮速率皆小於1公分/年。以下分述各主要沉陷區域之相關分析。
1. 林邊鄉
分析林邊地區主要下陷點位(內部G127)歷線圖顯示，民國100年下陷最嚴重，年下陷速率達5.3公分/年，民國101～104年間，下陷速率大致呈逐年增加之趨勢，105年度因降雨量豐沛而減緩至2.2公分/年，但民國106年又增加為2.7公分/年，民國107年下降至2.1公分/年。
2. 佳冬鄉
分析佳冬地區主要下陷點位(內部G129)歷線圖顯示，民國100年下陷最嚴重，年下陷速率達4.6公分/年，民國101～104年間，下陷速率呈逐年增加之趨勢，105年度因降雨量豐沛而減緩至1.8公分/年，但民國106年又上升至2.6公分/年，民國107年下降至1.4公分/年。