第 4 章 臺灣及周邊地區調查案例分析
4.2 過去調查案例
4.2.2 北竿機場跑道擴建場址水下文化資產調查（2019 年）
北竿機場坐落於連江縣北竿鄉，與南竿機場同為來往馬祖地區主要仰賴的空 運建設。然而受地形限制影響，當地航班常迫於天候條件不得不取消，長期導致 馬祖地區的空中旅運效能不佳。為了提升空運效能及增進飛航安全，有必要評估 現有機場環境並加以改善。相關改善方案由民航局與連江縣政府提出，其中，機 場跑道擴建工程為延伸現有跑道以增設跑道安全區之規畫，由於現有土地面積不 足，需以自陸地往海域填築人工堤防之方式增加可用面積。因馬祖地區過去為閩 浙一帶海上貿易的中介站，周遭海域也有數筆沉船紀錄，未免此一涉及海床底土 的工程對潛在的水下文化遺跡造成影響，需於事前進行水下文化資產調查以確認 該水域水下遺存情形。
相關調查工作包含水下地球物理探測與驗證作業。水下地球物理調查與數據 分析工作由全球測繪科技股份有限公司執行，歷史文獻蒐集與水下驗證工作則由 龍門顧問有限公司負責進行。
遵照水域開發利用前水下文化資產調查及處理辦法第六條規範，調查之地理 範圍需由預定開發區域範圍向外延伸至少500 公尺，因此該案例規畫的調查範圍 為北竿機場跑道預定擴建區域之邊界座標朝外延伸500 公尺後，於此範圍內涵蓋 的水域，大致調查區域範圍如圖4- 15 所示。
doi:10.6342/NTU202100344
94
圖4- 15：北竿機場跑道擴建預定施工位置。（全球測繪科技股份有限公司）
黃色方框內區域為依現行法規朝外延伸500 公尺後規畫之調查範圍。
過去考古調查成果顯示，馬祖地區的人類活動歷史可以追溯至約西元前6000 至5000 年(楊雅心, 2014)，但較明確的文字紀錄則見於宋代以降，如北竿舊稱
「下竿塘」即記載於宋代梁克家所著《三山志》一書。其後馬祖地區與中國沿岸 往來日漸頻繁，當時仰賴的海上交通工具以中國福建福州地區盛行的麻纜船為最 大宗。麻纜船又稱錨纜船，為長約14 公尺的風帆動力船，其原寸復原件現存於 福州三坊七巷福州文化館（見圖4- 33）。而馬祖居民舊時多以漁為業，早期使用 的漁船常見為因應當地環境而設計的定置網漁船如冬艋艚、扳繒6等。明清時代海 上水師引進西式戰船，常見船隻樣式包含鳥船、趕繒船7等。馬祖地區較重要的歷 史紀錄還包括明代中國與琉球遣使通商的航運線，該航線行經馬祖周邊海域，當 時使者搭乘的船隻為大型帆船冊封舟8，以及17 世紀荷蘭東印度公司的亞洲航運
6 相關船隻模型可見於馬祖民俗文物館。
7 相關敘述於施琅《靖海記事》與陳良弼《水師輯要》中均有記載。
8 見於周煌《琉球國志略》。
doi:10.6342/NTU202100344
95
線(Jean-Pautledge, 2017)。另外，各大新聞資料庫中目前也可搜尋到數筆現代沉船 或船難資料，如1967 年北竿白沙港駁船海難9。
綜上所述，此案具有歷史與考古價值的調查目標包括舊時的交通船、漁船、
戰船遺存等，也可能搜尋到現代沉船殘骸。
調查作業遵照〈水域開發利用前水下文化資產調查及處理辦法〉第七條及
〈水下文化資產調查作業與儀器探測技術指引〉相關規定安排，流程需分為初查 與複查兩階段進行，施做儀器需包含規定中列出的所有項目且需符合IHO 特等或 1a 等級標準。初查階段施做項目包括水深測量、側掃聲納探測、地層剖面調查及 磁力測量，以取得調查範圍全區詳細的測量資料。為有效掌握區域內地形與地貌 資訊，優先進行多音束測深與側掃聲納項目。水下地形調查主要使用多音束測深 系統，但於近岸深度小於5 公尺處，基於觸底風險及測量效益改以單音束測深機 施測。地層剖面調查使用可提供淺層高解析度地層資訊的變頻聲納，並規畫與磁 力調查相同的測線以配合海洋磁力儀取得之磁力資料，可進行交叉比對。複查階 段參考初查發現之可疑目標物位置，縮小範圍以相同項目再測，並於多音束測深 與側掃聲納項目以加密測線、磁力探測與地層剖面項目以放射狀測線等方式提高 測線疊合率，增加發現疑似目標物的機會。詳細調查作業流程如圖4- 16 所示。
9 參考馬祖日報新聞資料庫(http://data.matsu-news.gov.tw/)。
doi:10.6342/NTU202100344
96
圖4- 16：北竿機場一案之水下目標物調查流程。
作業流程及調查項目均需符合法規要求，複查後並需再進行水下驗證及取得光學影像紀錄。
doi:10.6342/NTU202100344
97
初查階段於2019 年 2 月進行，各測量項目施測期間的航行軌跡如圖 4- 17、
圖4- 18、圖 4- 19、圖 4- 20，所有調查工作分批於 2 個工作日內完成。
圖4- 17：初查多（單）音束水下地形調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
藍色為多音束測深系統航行軌跡，紅色為加測單音束測深儀之航行軌跡。
圖4- 18：初查側掃聲納水下地貌調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
在該次調查中，側掃聲納與多音束測深系統的測量作業為同一時間進行。紅色虛線方框為該次調 查區域範圍標示。
doi:10.6342/NTU202100344
98
圖4- 19：初查水下地層剖面調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
該次調查中使用的地層剖面儀為變頻聲納，對砂質和泥質沉積物有較佳的穿透力，有利於搜索在 淺層沉積物中被掩埋的目標物。
圖4- 20：初查磁力探測調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
磁力測量與地層剖面調查同時進行，以便兩者資料可交叉比對。
doi:10.6342/NTU202100344
99
北竿機場跑道擴建工程場址初查之調查成果詳見圖4- 21、圖 4- 22、圖 4- 23。圖 4- 21 為整合多音束及單音束測量結果而得之水下地形分布圖，由圖面觀 察可知，預定施工區水域範圍內並未發現較顯著的地形特徵，而水深值分布則顯 示該區域北端深度變化較大、坡度較陡，水深較南端深。
圖4- 22 為側掃聲納獲得之水下地貌嵌合影像，經由逐步分析後剔除魚群、
波浪等非目標物影像、噪音雜訊以及礫石、魚礁、沙波等地貌特徵影像，再根據 是否具有直線條、明顯船型或聲波陰影，或影像中出現異樣特徵如明顯凹陷、周 邊沉積物呈現流星狀拖曳尾等，選取疑似目標物並進一步判斷是否需複查。圖4- 22 的判釋結果發現多處疑似目標物，其位置於圖中以藍色星星符號標示。
圖4- 21：初查水下地形調查成果。（全球測繪科技股份有限公司）
doi:10.6342/NTU202100344
100
圖4- 22：初查側掃聲納水下地貌調查成果。（全球測繪科技股份有限公司）
跑道擴建預定施工區域如黑色圖示，資料經判釋後認為存在疑似目標物的地點以藍色星星標示。
圖4- 23 為磁力異常值測量結果。初步觀察異常值變化情形，可以發現並沒 有出現小範圍較明顯異常的狀況。進一步比對該區域下方的火成岩分布，也觀察 到磁力變化與岩體分布較為一致，由此推測此處磁力梯度變化應是由地質環境造 成。另一方面，從地層剖面探測結果中，並未發現較特殊的反射訊號，無法由此 推斷是否確有被掩埋之疑似目標物存在。
doi:10.6342/NTU202100344
101
圖4- 23：初查磁力梯度分布情形。（全球測繪科技股份有限公司）
由於磁力資料及地層剖面成果中並未發現具體的異常特徵，因此初查階段的 成果判釋主要依據資料為側掃聲納影像，並配合水深值分布情形篩選出較可能為 目標物的位置進行複查。
doi:10.6342/NTU202100344
102
圖4- 24：疑似目標物位置。（全球測繪科技股份有限公司）
由初查成果分析，全區共計8 處疑似有目標物存在，這些有複查需求之疑似目標物位置於圖中以 紅色星星標示。
初查階段經資料綜合判釋後，選取了8 處於側掃聲納影像中外觀具備前述影 像判斷特徵，且於水深資料中出現明顯突起或凹陷的位址，於複查階段進行更詳 細的調查。8 處疑似目標物概略位置如圖 4- 24 所示，初查判定依據之特徵則列於 表4- 1。圖 4- 25 呈現其中一處、疑似目標物 No.8 的側掃聲納影像，做為範例。
doi:10.6342/NTU202100344
doi:10.6342/NTU202100344
104
成。此階段水深測量以較高的密度施做，可以輔助提供建構目標位址3D 樣貌的 資訊；地層剖面資料同樣以輔助磁力測量結果為主，因此地層剖面調查與磁力調 查為同時進行，並以對角線方向之放射狀測線施做。
圖4- 26：複查多音束水下地形調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
此階段針對8 個疑似目標物所在位置，以不同方向、加密測線等方式再測量。
圖4- 27：複查側掃聲納水下地貌調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
此階段針對8 個疑似目標物所在位置，以不同方向、加密測線等方式再測量。
doi:10.6342/NTU202100344
105
圖4- 28：複查水下地層剖面調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
地層剖面探測作業與磁力調查同時進行，針對8 個疑似目標物所在位置，以放射狀交叉測線方式 複查。
圖4- 29：複查磁力探測調查軌跡。（全球測繪科技股份有限公司）
磁力測量與地層剖面探測作業同時進行，針對8 個疑似目標物所在位置，以放射狀交叉測線方式 複查。
doi:10.6342/NTU202100344
106
圖4- 30：疑似目標物 No.8 所在位置及多音束測量成果。（全球測繪科技股份有限公司）
圖左為水深分布圖，右上為東西向點雲圖，右下為南北向點雲圖。
圖4- 30、圖 4- 31、圖 4- 32 展示疑似目標物 No.8 複查階段調查成果，包含 多音束測深、地層剖面、磁力測量及側掃聲納測勘資料。
圖4- 30 為 No.8 所在位置水深測量成果，除了水深分布圖，也提供不同方向 的點雲圖以便觀察。
圖4- 31 為地層剖面及磁力調查綜合成果展示，將兩種資料並列呈現。圖左
圖4- 31 為地層剖面及磁力調查綜合成果展示，將兩種資料並列呈現。圖左