第五章 討論
5.3 坪頂一號井震前水位異常變化現象
2000 年 6 月 11 日仁愛地震僅造成一口觀測井的井水位出現震前異常變化，
其原因可能與此井的所在位置相關。坪頂一號井位於斗六丘陵北端背背斜軸部，
應力可能較容易集中，因此井水位可能對周圍應力變化較為敏感。坪頂一號井位 於仁愛地震斷層面解畫分的壓縮區中，同震上升為預期出現的結果，而井水位實 際上的觀測值也顯現出上升反應，震前異常下降可能是井位所在的背斜軸部於地 震之前受到拉張，使得井水位下降，再於地震發生時受到擠壓，產生同震水位上 升的現象。GPS 測站資料記錄到地表出現應變，也印證大地應力於仁愛地震發生 過後重新分配的現象，因此井水位記錄到的異常下降，可能是震前快速伸張應變 所造成。
坪頂一號井在仁愛地震引發的同震水位變化前出現水位異常變化，然而 1997 年至 2005 年其他芮氏規模大於 5.5 引發同震水位反應的地震，並未出現震前異常 的現象，其中緣由仍有待長期的監測與研究。本研究推測每一次強震之前，大地 應變在空間上分布不一，坪頂一號井可能只有在極少數地震之前，會出現快速的 應變及水壓變化；另外也可能是震前異常水位變化太小或資料的精度不足，使得 前兆的現象在背景水位中無法判別。
第六章 結論
1. 地下水觀測井的同震水位變化，與地震規模、震源距及含水層性質都有關係，
由同震水位變化在空間上的分布，可以協助瞭解斷層活動對地殼應變的影響。
2. 濁水溪沖積扇的複井水位對 2000 年 6 月 11 日仁愛地震反應的同震反應較有 規律性，變化幅度多隨震源距及深度增加而遞減，但是鄰近丘陵及山區之井 位反應較不規則。
3. 坪頂一號井記錄到 2000 年 6 月 11 日仁愛地震之震前明顯異常變化，其餘井 位則以同震水位變化為主，可能是因為坪頂一號井位於背斜軸部，故反映了 地震發生前地殼的變形過程。
4. 引發坪頂一號井出現同震水位反應之芮氏規模 5.5 以上地震，多發生在深度 20 公里以內，而且震央距離坪頂一號井 210 公里以內。在震源機制方面，以 逆斷層及略帶分量的逆斷層活動較能引發同震水位反應，平移斷層活動造成 的同震水位反應不僅次數少而且反應量也較小，正斷層型態的斷層活動則未 造成任何同震水位變化。
5. 坪頂一號井之測試資料品質良好，可以觀測到地潮的變化，降雨會造成比平 時略大的水位波動。測試期間記錄到一次芮氏規模 5.3 地震引發同震水位變 化，顯示坪頂一號井對地震具有一定的敏感性。
6. 仁愛地震出現異常水位變化的坪頂一號井，並未在其他地震之前出現異常，
因此震前異常地下水位變化的偵測與機制，仍有待長期的監測與研究。
參考文獻
Biot, M. A. (1941). General Theory of Three-Dimensional Consolidation. Journal of Applied Physics, 12, 155-164.
Chadha, R. K., Pandey, A. P., & Kuempel, H. K. (2003). Search for earthquake precursors in well water levels in a localized seismically active area of Reservoir Triggered Earthquakes in India. Geophysical Research Letters, 30, 69-1-69-4.
Chia, Y., Chiu, J. J., Chiang, Y.-H., Lee, T.-P., Wu, Y.-M., & Horng., M.-J. (2008).
Implications of coseismic groundwater level changes observedat multiple-well monitoring stations. Geophysical Journal International, 172, 293-301.
Ge, S., & Stovers, S. C. (2000). Hydrodynamic response to strike- and dip-slip faulting in a half-space. Journal of Geophysical Research, 105, 25,513-525,524.
Igarashi, G., Wakita, H., & Sato, T. (1992). Precursory and Coseismic Anomalies in Well Water Levels Observed for the February 2, 1992 Tokyo Bay Earthquake.
Geophysical Research Letters, 19, 1583-1586.
King, C.-Y., Azuma, S., Igarashi, G., Ohno, M., Saito, H., & Wakita, H. (1999).
Earthquake-related water-level changes at 16 closely clustered wells in Tono, central Japan. Journal of Geophysical Research, 104, 13,073-013,082.
King, C.-Y., Azuma, S., Ohno, M., Y., A., P., H., Y., K., et al. (2000). In search of earthquake precursors in the water-level data of 16 closely clustered wells at Tono, Japan. Journal of Geophysical Research, 143, 469-477.
Lin, K.-C., Ching, K.-E., J.-C., H., Yu, T.-T., & Rau, R.-J. (2006). Current Crustal Deformation and Strain Rate in Taiwan Deduced From Continuous GPS Measurements., European Geosciences Union General Assembly 2006. Vienna, Austria.
Manga, M. (2001). Origin of postseismic streamflow changes inferred from baseflow recession and magnitude-distance relations. Geophysical Research Letters, 28(10), 2133-2136.
Montgomery, D. R., Greenberg, H. M., & Smith, D. T. (2003). Streamflow response to the Nisqually earthquake. Earth and Planetary Science Letters, 209, 19-28.
Montgomery, D. R., & Manga, M. (2003). Streamflow and Water Well Responses to Earthquakes. Science, 300(27), 2047-2049.
Muir-Wood, R., & King, G. C. P. (1993). Hydrological signatures of earthquake strain.
Journal of Geophysical Research, 98(B12), 22,035-022,068
Roeloffs, E., & Langbein, J. (1994). The Earthquake Prediction Experiment at Parkfield, California. Reviews of Geophysics, 32, 315-336.
Roeloffs, E., & Quilty, E. (1997). Water Level and Strain Changes Preceding and Following the August 4, 1985 Kettleman Hills, California, Earthquake. Pure and Applied Geophysics, 149, 21-60.
Roeloffs, E. A. (1988). Hydrologic precursors to earthquakes: A review. Pure and Applied Geophysics, 126, 177-209.
Roeloffs, E. A. (1998). Persistent water level changes in a well near Parkfield, California, due to local and distant earthquakes. Journal of Applied Physics, 103, 869-889.
Wakita, H. (1975). Water Wells as Possible Indicators of Tectonic Strain. Science, 189, 553-555.
休茲. (2004). 地震與斷層力學. 盧佳遇譯, 地球科學文教基金會.
江崇榮、賴典章、賴慈華、黃智昭、費立沅、侯進雄、陳瑞娥、陳利貞、呂學諭、
周素卿、鄂忠信、黃明昌、陸挽中、張閔翔、劉幸樺、李耀文. (1999). 台灣地 區地下水觀測網第一期計畫－濁水溪沖積扇水文地質調查研究總報告, 經濟
部中央地質調查所.
李昭順、吳景濂、陳耀德、陳文福、塗石金、陳水松、黃鯤鵬、楊澄夫、黃拔聚、
楊東霖、蔡仁德、李柏、蔡宏昇. (1996). 台灣地區地下水觀測網第一期計畫－
地下水觀測網之建立及運作管理八十五年度報告, 經濟部水利局.
李貞儀、李嘉梅. (2002). 我們的濁水溪－集集共同引水工程紀念文集, 經濟部水利 署.
陳華玟、陳勉銘、石同生. (2004). 南投(五萬分之一臺灣地質圖及說明書), 經濟部 中央地質調查所.
黃智昭、江崇榮、賴慈華. (1996). 濁水溪沖積扇之地下水地質研究, 經濟部中央地 質調查所.
經濟部水利署. (2007). 地震與地下水文異常變化分析研究（2/4）Analysis and Research of Earthquake-induced Anomalous Groundwater Hydrologic Changes(2/4), MOEAWAR0960016.
經濟部水資源局. (1999). 台灣地區地下水觀測網整體計畫第一期(81-87年度)成果 彙編.
廖日昇. (2000). 岩土力學與地震, 科技圖書出版/成陽發行.
劉桓吉、李錦發、紀宗吉. (2004). 雲林(五萬分之一臺灣地質圖及說明書), 經濟部 中央地質調查所.
Broadband Array in Taiwan for Seismology(BATS)：http://bats.earth.sinica.edu.tw/
交通部中央氣象局：http://www.cwb.gov.tw/
經濟部中央地質調查所：http://www.moeacgs.gov.tw/
附錄 A 2000 年 6 月 11 日仁愛地震複井觀測站同震水位反應圖
附錄 A 為仁愛地震發生時出現同震反應之複井站水位反應圖，共計 29 站，為 地震前後兩天的水位記錄，比較水位趨勢及同震水位反應型態，可對含水層垂向 的連通，及空間上井位之間的連通性有進一步的瞭解。
圖 A.1 仁愛地震出現同震水位變化之複井站分布圖
159.80
12.80
24.70
26.64
28.60
3.45
-2.80
-3.45
-5.44
4.62
-10.60
-9.90
-13.40
-25.40
-3.00 -2.80 -2.60 -2.40 -2.20 -2.00 -1.80 -1.60 -1.40 -1.20 -1.00
6/9 6/10 6/11 6/12 6/13
-26.42 -26.37 -26.32 -26.27 -26.22 -26.17 -26.12 港
尾 (1) 地 下 水 位 (m)
ML 6.7, 121.7km
2000
港 尾 (3) 地 下 水 位 (m) 嘉南平原
-8cm +17cm
圖 A.30 港尾站於仁愛地震前後兩天水位歷線圖
附錄 B 坪頂一號觀測井試測資料水位歷線圖
2007 2008
193.50
197.00 0
10
2
12/4 12/9 12/14 12/19 12/24 12/29 1/3
二
2007 2008
195.50
2
195.60 0
10
2
194.65 0
10
2
194.35 0
10
2
194.05 0
10