土石壩

土石壩壩體安全問題一直是值得討論的重要課題，例如壩體材料老 化、壩體或壩體交界處滲漏問題與拋石面異常沈陷等，傳統上在檢測壩體 安全時，皆利用壩體興建時安置於壩體的監測儀器，例如沈陷計、水壓計、

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水位觀測井與表面沈陷點等儀器，但隨壩體老舊或外在氣候等因素影響，

儀器將逐漸損壞，此外，上述設置儀器僅能提供單點一維資訊，因此許多 研究開始應用地物調查方法檢測壩體安全，所提供的二維剖面包含更多訊 息，可供提供診斷壩體安全所需。

利用地電阻探測最主要的目的為滲漏調查，利用電阻率改變判斷潛在 滲漏問題，而土石壩滲流路徑主要存在於

1.壩座交界面處

2.壩體本身滲漏造成管湧 3.由不穩定壩基處滲漏

4.由於滲漏造成邊坡謢層滑動或變形使壩體結構產生破壞。

Song 等人（2005）於南韓的 Sandong 土石壩，於壩座進行滲漏調查，

壩體基礎構築於片麻岩之上，在壩座左右交界處為較風化的片麻岩，壩座 右側則為較破碎的岩層（圖 2-23）。該研究共利用了七種試驗地電阻影像探 測、自然電位法（Self-Potential）、追蹤劑試驗（tracer test）、利用孔內量測 庫水位洩降與孔內水位變化、監測孔內溫度等方式來調查。

在孔內試驗部分，該研究利用 10000 ppm NaCl 溶液作為追蹤試劑，在 BH-3 孔位以 0.56 L/Sec 連續 20 分鐘注射，BH-3 孔在 2 天後即恢復至正常 值，而鄰近的 BH-4 和 S1、S2 皆無明顯變化，另外並以及時的注射方式在 BH-7 注入 1000 公升試劑，發現在 BH-8 與 S1 有高導電液反應。

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在水位洩降試驗部分，總共進行兩次水位洩降，間格為 5 天，水位分 別降低 4.5m 與 6m，結果顯示 BH-2 與 S1 孔內水位明顯隨庫水變化，而 BH-4 也有些微的變化趨勢，因此推估滲漏路徑應為 BH-2 與 BH-4 之間並延續至 S1 位置，此時滲漏路徑為沿著壩座與岩盤交界處。

該研究並於壩體佈設 7 條地電阻測線以 Dipole-Dipole 方式施測，（圖 2-23），測線配置與壩心平行並隨高程變化，該配置可得 2.5 維剖面，如圖 2-23 所示，顯示在靠近右壩座部分有低電阻區域，電阻值約為 300 Ohm-m，

推測此處為可能滲漏區域。利用自然電位法量測可以得知壩體內部流體電 學性質，令測線位置與地電阻測線相同，結果顯示右側壩座的第一階層與 第三階層存在明顯異常區域，電位約介於-80 mV 至-120 mV 之間，電壓存 在較低的區域。在孔內溫度量測部分顯示 BH-2 溫度變化幾乎與庫水溫度變 化一致。綜合各種調查結果，可以準確推估沿著右壩座與岩盤的交界處為 可能滲漏路徑，因此利用多種方式相互搭配驗證地物探測結果，可以增加 資料解析度與可靠度。

圖 2-23 南韓土石壩滲漏調查-測線與孔位元配置與地電阻影像圖

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同樣為南韓的應用案例，Oh 等人（2003）應用了多頻道表面波震測法 與地電阻法於壩體調查，結果如圖 2-24 所示，該地電阻剖面圖同時套繪剪 力波速合併解釋，顯示若高剪力波速區域伴隨高電阻值反應，推測可能主 要為礫石組成，以黏土質砂土填充於其中孔隙；若在低波速區域呈現高電 阻值反應，則組成材料可能為礫石且富含孔隙，由上述結果可以瞭解材料 組成與孔隙存在與否，將對於地電阻探測結果有所影響。

圖 2-24 地電阻剖面與剪力波速比對

Abdel Aal 等人於美國華盛頓州調查一座由黏土質材料所堆積成的土 壩，主要問題為存在壩基介面處的滲漏問題，該調查配置 7 條測線，如圖 2-25 所示，以 Dipole-Dipole 方式施測，施測結果僅取第四條與第七條測線 進行判釋（圖 2-26），推測第四條測線剖面其表層低電阻區域為堆積的岩體 受風化或岩體溶解影響，而在第七條剖面表層低電阻區域則為推測滲漏路 徑。

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圖 2-25 華盛頓州壩體滲漏調查測線配置圖

圖 2-26 華盛頓州壩體滲漏調查-地電阻剖面