1.未來若於現地實驗欲獲得較佳深層資料,可透過跨孔電探施測進行。
2.現地試驗若以 Pole-Pole 進行施測,須加以注意遠電極能佈設距離是 否足夠達到預期測深所需。
3.影像剖面判識時需注意研判電阻率值大小,或色階值須符合判識要 求,以降低因視覺判識上誤差;對於判識層面位置須知其反算模型厚度大 小及層數,才不會過度解釋地電阻影像剖面資料。
4.對於現地常有不符合真實二維條件,如周圍地下埋有涵管等情形,
甚至是存在有邊界效應,例如測線起點與終點外側為懸崖(高電阻率邊界) 或是溪水(低電阻率邊界),造成施測上的影響,需進一步透過數值方式模 擬瞭解。
5.未來可透過電阻率探頭(如 RCPT, Borehole resistivity proble),量測鑽 孔內電阻率值變化,可將隨深度變化之電阻率值、地質柱狀圖與ERT 資料 結合,進行地質分層判識,提高ERT 功效。
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附錄 A-資料反算分析流程
現地資料反算分析流程步驟如下,流程圖見圖A-1
(1)首先,現地收錄資料品質好壞為影響反算結果之主因(Garbage in , Garbage out.),以 Prosys 軟體剔除量測錯誤之負電阻率值與電壓差值小於 1mV 之不良資料點之後,轉成 RES2DINV 格式檔;通常在現地收錄完資 料必須先檢查是否有量測錯誤情形,例如有短路(short circuit)、電極夾線掉 落行程開路(open circuit),確保資料品質。
(2)反算軟體 RES2DINV 讀取檔案之後,再一次進行挑除壞點動作,此 踢除壞點動作是觀察每一層資料側向變化趨勢是否具有一致性,若有瞬間 單點,非連續性變化差異大之資料,則需剔除(Loke,2003)。
(3)接著對反算參數中的阻尼係數(damping factor)(Inman,1975)作設 定。阻尼係數能使反算結果減低因週遭雜訊而產生異常電阻率變化,因此 當資料受到雜訊影響大時,可提高阻尼係數值。其阻尼係數分成初始阻尼 係數、最小阻尼係數與阻尼係數隨深度放大常數,初始阻尼係數預設值為 0.16,可設定範圍從 0.25 至 0.05,最小阻尼係數預設值為 0.015,可設定範 圍從 0.1~0.01,另一個阻尼係數隨深度增加常數預設值等於 1.05;本研究 反算分析過程,阻尼係數為軟體內預設值。
(4)選擇正算模擬方法為有限元素法,亦可選有限差分法計算,其差異 在於有限差分法計算時間較有限元素法省時。
(5)模型格網分割設定參數為(a)第一層厚度依電極排列方法而定;其中 Wenner 與 Wenner-Schlumberger 等於 0.5 倍最小單位電極間距 a,Pole-Pole 等於 0.86a,Pole-Dipole 等 0.41a 以及 Dipole-Dipole 等於 0.342a,(b)模型 厚度隨深度增加係數為 1.10;其下層厚度為上層厚度 1.1 倍,(c)增加模型 深度係數為 1.0,以及(d)兩邊緣不使用延伸網格;其模型為梯形狀。反算 模型層數決定於最深深度與每層厚度,而此軟體限制最大層數為24 層;其 中最深視電阻率資料值位於模型最底層內。若設定增加深度係數大於1.0,
則深度增加;雖深度增加,但最底層模型內卻有可能發生無視電阻率資料,
使深層資料產生較大誤差。
(6) 求 解 方 式 設 定 為 標 準 高 斯 牛 頓 法 , 以 及 每 次 疊 代 後 重 新 計 算 Jacobian 矩 陣 , 減 少 誤 差 。 若 要 增 加 計 算 速 度 , 可 選 擇 似 牛 頓 法 (quasi-Newton)(Loke 與 Barker 1996a),若資料大於 2000 點,可選擇非完整 高斯牛頓(incomplete Gauss-Newton)法降低計算時間。
(7)若於施測場址地表有變化,需加入地形修正。其中 Trend Removal 是對地表變化做修正,方法包含平均高程(average elevation)、最小平方直 線(least-square straight line)以及兩端點同高(end-to-end straight line)三種修 正方法。地形模型網格地形變化而扭曲(distortion),其網格變化選擇有三種 方式,分別為均勻扭曲(uniform distortion),阻尼扭曲(damped distortion)及 Schwarz-Christoffel transformation。
(Abs. error),L2 反算得到為均方根誤差(R.M.S.);分別以這兩種誤差代表 其模型正算視電阻率剖面與現地量測視電阻率剖面吻合度是否良好,其值 常以小於5%代表反算結果為佳。
若大於 5%可以將其視電阻率統計誤差大於 20%(或更大)的資料點移 除,重新反算分析,增加其正確性;視電阻率統計誤差為計算之視電阻率 資料點與現地量測視電阻率資料點各別之差值,於反算分析完成之後,其 中會有一統計誤差分佈範圍,可藉由移除高誤差之資料點,作者常以20%
為標準,可視資料品質而定。
附錄 B-試驗場址鑽孔柱狀圖
圖B-1 寶二水庫交大試驗場址 BH1 鑽孔柱狀圖
圖B-2 寶二水庫交大試驗場址 BH2 鑽孔柱狀圖
圖B-3 寶二水庫交大試驗場址 BH3 鑽孔柱狀圖
圖 B-4 東門溪 DH1 鑽孔柱狀圖
圖 B-5 東門溪 DH2 鑽孔柱狀圖
圖 B-6 東門溪 DH3 鑽孔柱狀圖
圖 B-7 東門溪 DH4 鑽孔柱狀圖
圖 B-8 東門溪 DH5 鑽孔柱狀圖
圖 B-9 東門溪 DH6 鑽孔柱狀圖
圖 B-10 交大博愛校區 S32 孔鑽探柱狀圖
圖B-11 交大博愛校區 S33 孔鑽探柱狀圖
圖 B-12 三姓橋 2 號井,井中疏鬆細砂受高角度微斷層切過,岩層 位態由近 30 度變化至近 60 度(經濟部中央地質調查所)。
圖B-13 三姓橋 4 號井,上部的疏鬆細砂遭紅化,砂岩中可見傾角 約50 至 60 度的微斷層(經濟部中央地質調查所)。
圖B-14 三姓橋 5 號井 0~8 公尺,1 至 2.4 公尺為地表礫石,2.4 至 4.3 公尺為紅土礫石,紅土礫石有受剪切特徵,4.3 公尺至 5.3 為受剪 切的砂質泥與近乎水平的疏鬆細砂斷層接觸(經濟部中央地質調查 所)。
圖B-15 三姓橋 5 號井 32~40 公尺,受剪切的砂質泥於 35.1 公尺處 與礫石層斷層接觸(經濟部中央地質調查所)。
圖 B-16a 三姓橋 5 號井岩心紀錄 0~100 公尺。
圖B-16b 三姓橋 5 號井岩心紀錄 100~200 公尺。
附錄 C-單一水平界面靈敏度分析
圖 C-1 Zi 在 2 公尺,Wenner 之靈敏度與正規化靈敏度
圖 C-2 Zi 在 5 公尺,Wenner 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-3 Zi 在 10 公尺,Wenner 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-4 Zi 在 15 公尺,Wenner 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-5 Zi 在 20 公尺,Wenner 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-6 Zi 在 2 公尺,Pole-Pole 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-7 Zi 在 5 公尺,Pole-Pole 之靈敏度與正規化靈敏度
圖 C-8 Zi 在 10 公尺,Pole-Pole 之靈敏度與正規化靈敏度
圖 C-9 Zi 在 15 公尺,Pole-Pole 之靈敏度與正規化靈敏度
圖C-10 Zi 在 20 公尺,Pole-Pole 之靈敏度與正規化靈敏度