探測儀器適用性問題

於拋石上施作及應對方式：在土石壩中，其壩面多有拋石層 進行保護，此些拋石粒徑大且堅硬並不易將電極棒貫入並與之良 好耦合，亦使得施作資料品質不佳，針對此點可採用在拋石縫中 填入泥土後澆置鹽水以便利電極棒與之耦合，並維持泥土與周邊 拋石之導電良好。

於混凝土、瀝青鋪面上施作：於大壩中應用常會有在壩頂或 大壩蹌台上施作之可能性，而此些位置之表面常會有混凝土或是 瀝青鋪面的存在，以既有之電極棒是需要將其貫入土中約 30 公分 以便與地表有足夠之耦合程度，雖於混凝土或是瀝青鋪面可直接 以鑽孔後插入的方式進行，但其會造成施作速度較不具效率外，

亦可能不小心造成整個鋪面的破壞。此外，地電阻影像探測法在 混凝土壩中或是排水廊道中施作時，其有可能需要在混凝土立面 上施作，此時進行鑽孔置放電極棒並不恰當亦通常不被允許。

於混凝土、瀝青鋪面上施作之應對方式：基於上述不便與無 法施作之狀況，經濟部水利署(民國 94 年)之研究報告提出可採用 平板式電極(如圖 3-9 所示)進行施作，其是利用紅銅製成，底板尺 寸長度為 8 公分、寬度為 6 公分、厚度為 1 公分，底板中心突起

而為使此電極可與地面耦合良好，在電極與地面間使用皂土加水 拌和後，利用皂土其比表面積及吸附水層甚鉅之特性作為銅板電 極與施測表面之媒介，可有效增進電流傳導效果改善施測收集資 料品質，此外，由於皂土拌水後具有良好黏著性，亦可有助於其 在混凝土立面上附著施作。

圖 3-9 平板式電極(修改自經濟部水利署，民國 94 年) 3. 探測技術判釋問題

3D 效應之影響：大多數的地電阻影像探測是採用 2D 影像探 測法，在應用上常忽略了三維效應的影響，所謂 3D 效應，即 2D 地電阻測線剖面外的地質結構，其電阻率映射於 2D 地電阻測線 剖面上所造成的探測誤差。2D 地電阻影像探測在反算上假設地層 在垂直測線方向上並無變化，不過在大壩中電流卻是在三維的方 向（x, y, z）流動，因而造成非二維剖面上的物體對地電阻電場產 生一定程度的擾動，測線兩側之高程與電阻率變化可能造成二維 剖面上映射出假訊息。由於大壩剖面之高程變化與材料分區明 顯，當測線平行於霸軸時，需特別注意 3D 效應之問題。

3D 效應影響之應對方式：此問題之成因是 2D 地電阻影像探 測法在反算上之問題，欲解決此問題須採用 3D 地電阻影像探測 法，否則便須於測線規劃時盡量避免或搭配 3D 正算模式探討 3D 效應與資料判釋。採用 3D 地電阻影像探測法需要儀器具有較多

的頻道數進行資料收集，因此若設備不足而無法進行 3D 地電阻 影像探測的情況下，Yang and Lagmanson(2006)提出了擬 3D 地電 阻影像探測法，該法是採用多條彼此間間距不超過 2 倍電極棒間 距之 2D 地電阻影像探測測線結果進行 3D 地電阻影像探測反算，

亦可獲得與 3D 地電阻影像探測法相近之結果，降低 3D 效應之影 響，但參考楊光程(民國 98 年)之研究，建議 2D 地電阻影像探測 測線間距以 6 公尺與 2 倍電極棒間距較小者為佳；若在霸體上進 行 3D 施測有其困難，則應在不影響探測目的下於規劃測線時避 開垂直測線方向變化較大的位置施作，根據楊光程(民國 98 年)之 研究，距離測線 6 公尺應已足夠避免 3D 效應之影響。若無法避 免 3D 效應，亦可以考慮簡化與束制地層模型，進行 2D 施測結果 的 3D 反算（Kim et al., 2007）

電阻影像剖面判釋：地電阻影像探測法其解析度在距離電極 棒越遠之位置解析度將越差，於判讀時應注意其是否有足夠能力 對目標物進行呈現，例如地中若夾有弱帶(下方電阻值低於上方電 阻值)其厚度小於電擊間距，則會受精度限制造成無法正確獲得其 分布情況；此外，地電阻影響探測法之解析能力亦受到地層電阻 率分佈之影響，如上方電阻值甚低時，電流密度集中於低電阻區 域，易造成下方區域之靈敏度過低而無法清楚解析，如何評價各 處施測結果是目前學者仍在研究的課題，實務上，可以搭配正算 模式，由反算結果與工程背景提出合理電阻率模型，透過虛擬試 驗了解施測結果的可能限制與合理解釋。此外，在進行 2D 地電 阻探測資料判讀時，應注意可能的 3D 效應，避免錯誤解讀不可 過度解讀。

1. 水庫構造背景環境之影響

人造物之影響及應對方式：在某些特定的大壩中會有高壓電 塔、電波發射台及地下管線的存在，由於自然電位法主要是收集 地表自然電壓，其電壓值往往僅為毫伏，此些具電磁波之人造物 將對施測結果造成影響，但由於自然電位法之施測主要是大面積 進行，並不易避開此些人造物，僅能在施測時標記其位置，以便 於判讀時進行考量。

氣候之影響及應對方式：量測用之非極化電極內含有電極棒 以及電解液，當溫度有所變化時，其本身之電學性質將有所改變，

如此一來做為基準電位之處將不再是一固定值而有所變化，造成 整體相對電位解讀之錯誤，因此應注意施測時整體溫度的變化勿 使其過大。此外，對於滲流之調查應避免在大雨過後進行，因為 大雨過後地表水將自地表往地下滲入，而有往下之水流產生，此 水流將會造成地體之自然電位改變，而使得量測有所誤差。

地形影響及應對方式：在大壩頂之處會有較多的負電荷累 積，其將使得該處電位較低，一般而言，於坡度大於 20 度之區域 施作便需進行地形效應修正，由於地體電流效應在高程提升之處 亦會有所變化，其與地形效應常會共伴發生，要將其完全消除極 其困難，僅能做一般性之修正，關於修正之法可參考 Bhattacharya and Roy(1981)與 Bhattacharya(1986)之介紹。

2. 探測技術判釋問題

2D 水平剖面電位差影像圖判釋：自然電位法在現場的量測上 極易受到地球的自然電流、土壤種類、地形效應以及微波電流等 因素的影響，此些影響不易將其與目標探測物所產生的電壓差分

離，因此在判釋上應以保守為主，此外，在進行自然電位法時建 議將自然電位法作為初次快速探測之方式，鎖定數個異常區再進 行其他地球物理探測技術以供比對判釋會較佳。

(四) 電磁探測法現地應用問題評析 1. 水庫構造背景環境之影響

人工構造物之影響及應對：由於電磁探測法是透過磁通量變 化進行之量測，其極易受到人工建築物、金屬欄杆、地下金屬管 線、通訊系統等人造物的影響而產生量測錯誤，除施測時應當避 免外，亦應當收集施測現場之所有相關構造物之位置，以便在結 果判釋時先將此些因素造成之異常狀態排除。

2. 探測儀器適用性問題

差分全球衛星定位器(DGPS)之輔助施作：電磁探測法因為不 需與地面接觸而可快速進行大範圍之量測，但正因其可快速大範 圍施作，而會有大量資料產生，於施作前若未先將各量測點編號 定位，很容易會造成後續進行判釋時會有點位誤植之情形，但事 前之編號與定位將耗費較多之時間，因此若可採用具有較高量測 精度之差分全球衛星定位器在量測同時進行量測點位座標之收 集，將有效避免資料後續處理之錯誤，並可保有其快速施作之優 點。

發送源與接收線圈之施測方向：發送源與接收線圈連線之方 向與量測結果具有相關性，當施測目標物之線型方向與發送源與 接收線圈連線方向垂直時可有最佳量測靈敏度，在可推估施測目 標物之線型方向時應加以調整以達到最佳量測效果；而由於發送

以及量測後之成果呈現時應當注意將同一量測方向之結果繪在一 起，並避免將不同發送源與接收線圈之連線方向的成果混和，以 避免對探測結果之誤判。

3. 探測技術判釋問題

水平剖面探測分析成果判釋：水平剖面探測分析成果之判釋 僅就所量測得之視導電度(視電阻率)進行分析，會有較強烈之主 觀意識存在，在判釋時應先行就可能之干擾源位置進行排除後，

根據眾多蒐集所得背景資料(包含地質、壩體構造等)，在量測儀 器之探測能力下進行可能異常區域之判斷，以求判釋結果不致過 度解讀。

垂直剖面探測分析成果判釋：垂直剖面探測之成果，因其僅 能使用極少量之地層層數進行反算，因此所獲得之自地層厚度以 及地電阻值大部分為等量之值，無法較為細緻的表達其地表下之 差異，應避免對此結果過度解讀；此外其採用 1 維水平層狀地層 之假設，因此無可避免地在壩體應用上會有 3 維效應之影響，若 有實際深度上調查之需求，建議改採地電阻影像探測法會較為妥 適。

(五) 透地雷達探測法現地應用問題評析 1. 水庫構造背景環境之影響

高導電地體施測之影響及其應對方式：因透地雷達是透過分 析返回地表之反射訊號以達到施測目的，在高導電度的環境下，

電磁波之能量衰減情形嚴重，將會大大降低其有效探測深度，一 般而言，若是探測目標在含水嚴重或黏土質高之土體下將難有明 顯之訊號返回地表，而造成施測結果不佳之情形，在施測上，若

已了解該處之土壤特性如上所述而將無法達到施測目的時，應考 慮採用它種檢測方法。

電學性質差異不顯處之施測及其應對方式：因透地雷達是透

電學性質差異不顯處之施測及其應對方式：因透地雷達是透