102年度台北、嘉義及屏東地區地層下陷監測及整合技術分析應用

台灣地區因經濟發展迅速，各產業用水需求量激增，在地面水供應不 足，而地下水使用成本低廉之情況下，使得許多地區地下水超量使用，引 起地層下陷。從過去到現在，自北部的台北、宜蘭，至中南部的彰化、雲 林、嘉義及屏東地區，都有地層下陷的案例。 為有效監測地層下陷，俾以積極有效之作為減緩地層下陷之發生，本 計畫依據地下水保育管理暨地層下陷防治計畫，持續進行台北、嘉義及屏 東地區之嚴密監測。台北地區過去曾有地層下陷之案例，近年則無明顯大 範圍下陷，惟該區大樓林立、人口眾多，故仍有持續監測必要；嘉義地區 主要下陷地區集中在沿海地區，包括東石鄉、布袋鎮及義竹鄉，而六腳鄉 於99 及100 年度年下陷量超過3 公分，且鄰近有高鐵行經，亦須特別留 意；屏東地區主要下陷地區集中在沿海地區，包括新園鄉、東港鎮及林邊 鄉。 本計畫以多元感測器監測技術，包含水準測量、GPS 及地陷監測井等 技術，取得多元之地層下陷監測資料，整合分析台北、嘉義及屏東地區之 地層下陷行為及計算下陷速率及面積，同時將所得之調查資料及分析成 果，作為地層下陷防治之重要參考依據。102 年度主要工作項目如下： (1) 地層下陷區之水準網檢測與分析 102 年度依據既有之水準成果報告，進行水準點清查、補建，並 檢測水準網。水準網檢測分為台北、嘉義及屏東三個測區，測段及環 線閉合差精度需優於3mm√K (K 為測段長度，單位公里)。 (2) 地層下陷監測井之維護與資料分析 每月一次進行宜蘭、桃園、嘉義、台南、高雄、屏東等地區之18 口地層下陷監測井之觀測、維護管理及資料分析工作。 (3) GPS 固定站之維護與資料分析 針對嘉義縣布袋國小GPS 固定站進行維護，包括GPS 系統、溫 控系統、通訊系統、電力設施及周邊環境之維護，並分析GPS 訊號 品質及解算後之三維坐標，用以評估GPS 固定站整體之狀況。 (4) 地層下陷區之資料整合分析與成因探討 整合多元地層下陷監測資料，包含水準測量、GPS、地陷監測井 及地下水位資料等，以分析地層下陷行為。作業內容包含下陷區之下 陷速率與範圍分析與地層下陷機制與行為分析。 ii 102 年度主要執行成果說明如下： (1) 台北地區 102 年度台北地區水準檢測成果顯示，檢測範圍內並無明顯下陷 情況，僅位於新北市汐止區之水準點「內部F009」年下陷1.46 公分 及七堵區之水準點「內部5012」年下陷1.45 公分較大，顯示102 年 度台北地區並無明顯下陷情況。 (2) 嘉義地區 102 年度嘉義地區水準檢測成果顯示，102 年無年下陷速率超過3 公分之持續下陷區，最大年下陷速率為布袋鎮「水利嘉121」的2.7 公分，主要下陷區域集中在布袋鎮沿海地區。相較於101 年下陷情況， 最大年下陷速率由4.2 公分降為2.7 公分，下陷超過3 公分之持續下 陷面積由5.57 平方公里降為0 平方公里，顯示102 年下陷情況較為趨 緩。 另由嘉義水準測線延伸檢測之台南區北門區，民國102 年下陷情 況較101 年趨緩，最大年下陷速率為「CYWRA28」的3.2 公分，此 點位於臨海之海堤邊，且此區多數堤防上之水準點於101 年下陷超過 3 公分，未來應注意堤防高程的變動狀況。 (3) 屏東地區 102 年度屏東地區水準檢測成果顯示，102 年屏東地區年下陷速 率超過3 公分之持續下陷區主要集中於林邊鄉及佳冬鄉，最大年下陷 速率為林邊鄉「BM10-(1)」的4.1 公分，持續下陷面積為5.72 平方公 里。相較於101 年下陷情況，最大年下陷速率由1.9 公分增加為4.1 公分，下陷超過3 公分之持續下陷面積由0 平方公里增加為5.72 平方 公里，顯示102 年下陷情況較為明顯。 (4) 地層下陷機制分析 A、 宜蘭及桃園地區 由桃園樹林國小、宜蘭大福國小地陷監測井監測資料及地 下水位資料分析可知，宜蘭及桃園地區地層壓縮行為多屬彈性變 形，故地層壓縮情況不明顯。 B、 嘉義地區 嘉義沿海地區早期地層下陷較為嚴重，近期多有趨緩現 象，經研判應為近年地下水位上升，塑性變形減緩所致；嘉義內 陸地區之安和國小、新埤國小及潭墘分校近期地層壓量不大，其 iii 中新埤國小及潭墘分校皆為民國100 年後新設置之地陷監測 井，其壓縮行為仍需持續觀察確認。 C、 台南地區 台南地區近期地下水位多為持平或上升，故除成大水工所 地陷監測井受新增地表荷重(水工試驗池填築)影響，造成淺層壓 縮量稍大外，其他地陷監測井近期並無明顯壓縮現象。 D、 高屏地區 屏東地區多數地陷監測井於民國101 年9 月至102 年9 月 期間壓縮量為偏大的1.6~3.6 公分，此壓縮較101 年明顯之趨勢 與水準測量所得結果相同。經研判應為屏東地區民國102 年累計 雨量(截至10 月為1753 毫米)較101 年同期累計雨量(3068 毫米) 減少1315 毫米所致，此巨大的累計雨量落差使102 年地下水位 失去上升動能，相較於101 年水位多為持平或下降，進而使得 102 年下陷狀況較101 年嚴重。