3.2 國立交通大學博愛校區
3.2.1 交通大學博愛校區地質狀況
(1)區域地質背景介紹
交通大學博愛校區位在新竹市博愛街，由中央地質調查所五萬分之一數 位地質圖資料顯示，附近出露岩層性質為沖積層、頭嵙山層、店子湖層(如 圖3.7)。
沖積層主要由礫石、泥砂所組成，其中以砂、泥所占比例較多。頭嵙山 層(張麗旭，1948，1955)分為兩相，較為下部以砂頁岩為主者稱為香山相，
較為上部以礫岩為主者稱為火炎山相。本區屬於頭嵙山層香山相(鳥居敬 造、吉田要，1931)，砂岩呈淡灰色或黃棕色，顆粒為細粒至中粒，膠結相 當疏鬆，膠結物主要為黏土；少數礫石薄層偶夾在砂岩和泥岩之中。
店子湖層(林朝棨，1963)主要由下部礫石和上部紅土所組成，礫石組成 主要為白色石英岩、深灰色矽質砂岩、深青色至黃棕色之鈣質砂岩及含少 量的玄武岩和輝綠岩，礫徑在10 到 20 公分之間，礫石層厚度從數公尺到 5、
60 公尺不等，與上部覆蓋紅土成漸移關係；紅土層厚度在 1 至 2 公尺之間。
店子湖層與下伏頭嵙山層成不整合接觸，頭嵙山層整合覆蓋在卓蘭層之 上，與其上覆之沖積物為不整合接觸。
(2)鑽探資料
S32 鑽孔位在交通大學博愛校區足球場升旗台前(如圖3.7)，深度計18.5
公尺，於深度 0~4.3 公尺為棕黃色粉土質砂土，4.3~6.6 公尺為粉土質細砂 偶夾礫石，6.6~15.8 公尺為砂質礫石偶夾卵石，15.8~18.25 公尺為深灰色粉 砂岩，其中深度11.95 公尺以下SPT N值大於 50，見附錄B。依岩性判斷，
6.6 公尺以上屬於沖積層，以下屬頭嵙山層香山相。S33 鑽孔位於校區大門 東側，計深度5.9 公尺，0~2.55 公尺為黃棕色砂質粘土，夾雜紅色灰色粉土；
2.5~5.9 公尺為黃棕色砂質泥岩，其中深度 5.9 公尺處SPT N值大於 50。
鑽孔資料顯示兩孔位之間承載層(N值大於 50)高程差達 6 公尺；本區域 內依中央地質調查所-新竹斷層研究報告，校區南側疑似為新竹斷層通過位 置(見圖3.7)。
3.2.2 測線位置與施測參數
測線1-1 位於交大博愛校區操場升旗台前，展距長計 220 公尺，其中鑽 孔位於測線 77.5 公尺。考量設置遠電流極(C2)與遠電位極(C1)於本校區內 空間有限，分別以Dipole-Dipole、Wenner(WN)以及Wenner-Schlumberger(WS) 於測線1-1 進行施測，用於瞭解深度小於 30 公尺以上電阻率分佈性質；其 中 1 和 45 分別為測線 1-1 的起點和終點。Pole-Dipole(PD)、Pole-Pole(PP) 於測線 1-2 進行施測，以暸解足球場東南側深層電阻率性質；其中 1、24 分別為測線 1-2 的起點和終點位置，施測參數見 表 3.5，遠電極位置見 圖 3.8。
測線 2-1 位於竹銘館旁西側草皮，展距共計 70 公尺；測線 2-2 涵蓋壘
球場以及足球場南側，展距為 108 公尺，測線位置如 圖 3.8 所示，其中起 點位於圖中1 處。透過Dipole-Dipole與Wenner電極排列方式施測，以瞭解淺 層電阻率垂直與橫向變化情形，配合Pole-Pole暸解深度 30 公尺處電阻率性 質，施測參數見表3.6。
交通大學
S32 S33
測線1
測線2
新竹斷層
交通大學
S32 S33
測線1
測線2
新竹斷層
圖3.7 交大博愛校區區域地質圖(中央地質調查所-地質資料整合查詢系統) 圖例
沖積層 頭嵙山層 店子湖層
測線1
表 3.5 交大博愛校區測線 1 施測參數
施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Wen.-Sch. Pole-Dipole、Pole-Pole (248101,2743360) (248101,2743360) 測線(起/終
點)座標 (247971,2743540) (248031,2743454) 遠電流極(C2)
施測方式 Dipole-Dipole、Wenner、Pole-Pole
(248187,2743340) (248036,2743336) 測線(起/終點)
座標 (248253,2743337) (248141,2743334) 遠電流極(C2)
座標 (247946,2743513) 遠電位極(P2)
座標 (248396,2743327)
3.2.3 試驗結果
於測線 1 之 77.5 公尺鑽孔S32 處，深度 0~6 公尺以上，電阻率值等於 50 ohm-m，6~28 公尺電阻率值等於 100 ohm-m以上；五種不同施測方法所 得影像剖面圖呈現相似結果，如圖3.9、圖 3.10。
(1)測線 1-1 電阻率影像剖面
80~120 公尺電阻率界面有稍微向下傾斜，測線 120 公尺處電阻率界面 出現急劇降低，其中DD影像剖面降到 13 公尺，見 圖 3.9 之實線方框。位 於測線東南方，深度3.8~13.5 公尺之處，DD與WN、WS影像剖面顯示高電 阻率區域90 ~150 ohm-m，見圖3.9 之虛線方框；WN、WS之高電阻率區往 西北方向厚度明顯向下增加達20 公尺；其中於測線 120 公尺位置，接近地 表之電阻率變化之上界面深度降至12 公尺。
WS影像剖面於測線 50~80 公尺，深度 16~28 公尺，電阻率隨深度與測 線位置增加而減少至 50 ohm-m，及WN影像剖面於測線 80 公尺，深度 28 公尺以下，深度愈深，電阻率減少至50 ohm-m，見圖3.9 之點線位置。
(2)測線 1-2 電阻率影像剖面
測線1-2 展距長 115 公尺，屬於測線 1-1 的一部份，以PD、PP施測提供 較深的資料點。PD影像剖面顯視電阻率性質變化與測線 1-1 一致；深度 3.8~13.5 公尺高電阻率區和測線 1-1 之DD、WN、WS電阻率變化情形相似，
並且呈現深度20 公尺以下出現低電阻率 50 ohm-m區域。於深度 20 公尺以
下，電阻率變化下界面與測線 1-1 有所差異；PD下界面較WN及WS下界面 上升於5 公尺，見 圖3.10a點線。PP影像剖面於測線 25~110 公尺之間與測 線1-1 的結果較不相符合，該區域內的電阻率界面相對上較淺，於深度 33.2 公尺以下明顯出現一高電阻率區域；其中出現夾層之低電阻率區域，見 圖 3.10b。
(3)測線 2-1 電阻率影像剖面
測線2-1 以WN、DD與PP之電阻率影像剖面如圖 3.11，測線位置0~70 公尺，地表面從低電阻率(小於 30 ohm-m)至高電阻率(大於 70 ohm-m)變化 之上界面皆顯示在深度3.5 公尺處。
於深度3.5~7.0 公尺，WN、DD與PP電阻率影像剖面電阻率分別大於 70 ohm-m、150 ohm-m以及 90 ohm-m，其中DD電阻率影像剖面於測線 44~48 公尺，電阻率值介於100~150 ohm-m之間，PP電阻率影像剖面於測線 37~48 公尺，電阻率值介於80~90 ohm-m，見 圖3.11b,c中方框內，初步研判該區 域內相對於兩側高電阻率較為低之因素，為該區域內較為疏鬆，含水量高 或存在易導電物質。WN與PP深度 7.0 公尺以下，皆為低電阻率(小於 70 ohm-m)。
(4)測線 2-2 電阻率影像剖面
測線2-2 以WN、DD與PP之電阻率影像剖面如 圖3.12，測線位置 0~108 公尺，地表面從低電阻率(小於 30 ohm-m)至高電阻率(大於 70 ohm-m)之上 界面顯示在深度3.5 公尺處。
於深度 3.5~9.8 公尺區域，WN和DD電阻率影像剖面，如 圖 3.12a,b，
電阻率分別大於70 ohm-m與 150 ohm-m，而PP電阻率影像剖面(如 圖3.12c) 於深度 3.5~12.5m公尺內，電阻率值大於 90 ohm-m。高電阻率區之下電阻 率降為70 ohm-m，其電阻率隨深度增加而降低至 10 ohm-m之下。
S32
S32 S32
SE NW
SE NW
SE NW
(a)Dipole-Dipole
(b)Wenner
(c)Wenner-Schlumberger
S32
S32 S32
SE NW
SE NW
SE NW
(a)Dipole-Dipole
(b)Wenner
(c)Wenner-Schlumberger
圖 3.9 交大博愛校區測線 1-1 電阻率影像剖面
SE S32 NW
S32 NW
SE
(a) Pole-Dipole
(b) Pole-Pole
SE S32 NW
S32 NW
SE
SE S32 NW
S32 NW
SE
(a) Pole-Dipole
(b) Pole-Pole
圖 3.10 交大博愛校區測線 1-2 電阻率影像剖面
W E
W E
W E
(a) Wenner
(b) Dipole-Dipole
(c) Pole-Pole
W E
W E
W E
(a) Wenner
(b) Dipole-Dipole
(c) Pole-Pole
圖3.11 交大博愛校區測線 2-1 電阻率影像剖面
(a) Wenner
(b) Dipole-Dipole
(c) Pole-Pole (a) Wenner
(b) Dipole-Dipole
(c) Pole-Pole
圖3.12 交大博愛校區測線 2-2 電阻率影像剖面
3.2.4 試驗討論
(1)測線 1 試驗討論
WN、WS 和 PD 影像剖面在深度 13 公尺以上，電阻率性質變化分佈與 DD 的影像剖面一致，接近地表的電阻率垂直和側向變化位置相同；推測愈 往西北方向，其沖積層之粉土質細砂堆積愈厚。其中高電阻率區域屬於棕 黃色砂質礫石層以及粉砂岩，見附錄圖B-10,11 鑽探資料。
橫向涵蓋範圍區域 WS、PD 大於 WN，因此在測線 50 公尺，深度 20 公尺處電阻率值變化區段，WS、PD 有顯著趨勢，而 WN 雖稍有變化趨勢，
因缺少資料點，無明顯呈現；另在WS 影像剖面測線 50~120 公尺處高電阻 率區厚度較 PD、WN 影像剖面大；以 WN 之高垂直空間解析度能力(Loke, 2003)，決定電阻率界面深度位置為基準，則 WS 影像顯示深層電阻率界面 較深。
PP與其他四種方法結果差異甚大，研判為遠電極位置受空間限制，遠 電極和測線電極之距離無法大於 10 倍測深距離(C1P1距離)，雖於反算過程 考慮修正遠電極位置，但PP影像剖面解析度還是不如其他四種方法。因此 施測PP方法時，(a)需考慮遠電極配置空間是否足夠達到預期測深最基本要 求，(b)縮短電極間距、測線展距，增強資料點數，以提高淺層空間解析度，
或(c)減少測深參數(n)，以符合空間配置遠電極需求，見圖3.13，測深參數 n從 10 降為 7，絕對誤差從 4.9%降至 0.83%，而使PP影像剖面與其他四種
方法剖面則有相似性。
(2)測線 2 試驗討論
測線 2-1 終點距鑽孔S33 約等於 50 公尺，其中高電阻率區屬於灰色泥 岩(見圖B-11)高電阻率區厚度呈現往西側漸增趨勢，見WN影像剖面(圖 3.11a)點斜線處；經過道路區段之後，銜接至側線 2-2 終點，其高電阻率區 厚度亦是向西側漸增，見WN與PP影像剖面(圖3.12a,c)點斜線處。
測線 1 起點與測線 2-2 中點相距 20 公尺，其中測線 1 起點處電阻率變 化上界面位於深度3.8 公尺，測線 2 中點處電阻率變化上界面位於深度 3.5 處，由測線 1 與測線 2 電阻率影像剖面結果得到從地表面下低電阻率至高 電阻率之上界面，上界面往北偏西30 度方向，深度從 3.5 公尺下降至 12 公 尺，表示沖積層厚度增加；上界面於東西方向深度未改變，仍位於3.5m。
接著隨深度增加，從高電阻率降為低電阻率變化之下界面，往北偏西 30 度方向，深度從 10 公尺降至 30 公尺，研判可能是棕黃色砂岩厚度增加；
下界面深度從東往西方向由7.0 公尺增至 9.8 公尺。
由電阻率影像剖面呈現地面下地層電阻率變化趨勢，推測測區南方應是 受逆衝之新竹斷層產生的剪裂帶影響，使得測區南側地層受剪而有抬升；
根據潘宏璋(2003)於交大博愛校區足球場以直流地電阻法研究新竹斷層位 置，認為斷層位置應於測線起點更南方處，其測線如 圖 3.7 中南北向實線 位置。
則，(a)當空間足夠設置遠電位極與遠電流極，PP 電極排列，搭配 WS 或 WN 方法兼顧淺層解析度是最好選擇；(b)若空間只能設置遠電流極，選擇 PD 搭配 WS 或 WN 也能得到好的效果；(c)如果需要淺層側向解析能力，以 DD 取代 WS 或 WN。
圖3.13 測深參數 n 從 10 降為 7(單位電極間距等於 5 公尺)
SE NW