基隆潮位站具有長期觀測歷史,受到沉陷及設置目的不同之考量,內政部擬 規畫新的潮位站,經由地質、地形、海流等環境之考量,擇定基隆市正濱漁港專 用區進出口東側岩岸建置潮位站,本計畫於該處建置一臨時潮位站,並設置簡易 連續式潮位站,且初步評估建站可行性。
6-1 潮位站設置作業前期評估
內政部於2007 年起邀集相關單位及專家學者研商「東岸聯外道路新建工程
(北段標)」臨近「臺灣水準原點」橋樑工程之影響評估及因應方案。根據會議 紀錄提及,有關「臺灣水準原點」遷移重建所需用地,其中候選地點為「海洋科 技博物館區」位於濱海公路旁,未來將有利辦理原點檢測、引測工作,並可與原 點所需新設潮位站共同規劃設置。而「正濱漁港專用區進出口東側岩岸」除地質 條件極佳外,其亦位於濱海公路旁並具有共構設置條件,另「和平島公園入口」
之腹地大、地質條件佳是其特點,上開3 個候選地點,各具多項優點且尚無影響 未來使用之疑慮,列入正選地點。
內政部於2008 年 12 月 30 日研商「臺灣水準原點」遷移重建所需用地、費 用及其執行事宜會議紀錄中結論第二點:「水準原點檢測用之高程基準(潮位站)
用地選定於「正濱漁港專用區進出口東側岩岸」,其優點為距離新設原點用地較 近,未來檢測、引測容易,且為岩盤地質,無沉陷疑慮。」
內政部國土測繪中心委託中興測量有限公司於2010 年執行台灣水準原點新 址埋設檢測工作,其中針對當時潮位站預定用地使用折射震測法進行探測,此法 藉由炸藥爆炸產生人造震波,因震波於地層間速度不同,依斯涅爾(Snell)定律發 生折射現象返回地表,根據其時間距離關係以求出地層之構造,且為應用於破碎 帶及斷層之探測,為工程地質調查中最有效的方法。成果顯示潮位站新址設置位 置原則建議於L1 至 L2 測線中間(圖 6-1),或左右 10 公尺內(藍色範圍內),基本
上這地區
圖6
圖6-3、
6-2、潮位
、中正路3
位站設置地
341 號
地點略圖
連續式
鋼樁,以
圖
圖6-7、
6-8、東岸
、面海左側
岸會議室近 側近照
近海面圍牆牆
6-3 地質
圖
圖6
水準 通過其屋 NA3003 所示。
準測量由控 屋旁通道,
,往返閉合
圖 控制點A6 故經由東 合差 0.62m
6-12、陸 1 引測至 東岸會議室
mm√K,路
陸域測量點 BM 點,由 室圍牆來完
路徑長0.
點位分布圖 由於中正路
完成引測 .15 公里,
圖
路 339 號之
。使用之
,閉合差
之 4 屋主 之儀器為 L
1 公厘,如
主拒絕水準 Leica
如表6-2 準
表6-2、直接水準計算表
GPS 測量使用兩台 Trimble 5700 與兩台 NGS-Netsurv3000,同步觀測 50 分鐘 以上,除設站於BM、K2 外,已知控制點選用內政部三等點 CP01 及 C009 二點,
經解算後求得K1 及 K2 之坐標。近岸陸域地形測量,使用 Leica TCR1205,配合 反光稜鏡。
光達掃描分別設置儀器於K1、K2 附近,選擇於接近乾潮時間進行,約該日 下午4 時,由於氣象為午後雷雨,於 K2 掃描時已落雨,於雨中完成掃描。後視 點包含控制點(BM、K1、K2)與後視控制點,使用之掃描儀器為 Riegl 420i。
6-5 海域測量
13/0
6-6 臨時
8、安
6-7 時程
域測量;9 月 5 日完成臨時性潮位站建置後開始記錄數據。另可參考附錄五之各 次現勘報告,及附錄六「基隆新設潮位站設置規劃」一文。
6-8 潮位分析
為比對新設正濱臨時潮位站觀測潮位與現有之基隆、龍洞兩潮位站潮位特性 之差異,本文截取此三站均有潮位觀測數據之時間段分別進行調和分析以比較之。
數據時間段選取為正濱潮位站設置完成,並開始接收及傳輸觀測數據至今,即自 2013 年 9 月 5 日 12 時 18 分至 2013 年 11 月 8 日 12 時 36 分,該時間段內 6 分鐘 一筆之潮位觀測量於無缺資料時應具有15364 筆觀測量,而各潮位站實際具有觀 測量筆數如表6-4。其中,龍洞潮位站具有大量缺資料之觀測時間點,提供分析 之觀測量僅813 筆,約佔總數之 5.3%;正濱與基隆潮位站則相對完整,分別占 總數之97.3%與 98.5%。
表6-4、各潮位站觀測量個數
潮位站 正濱 基隆 龍洞 觀測量筆數 14942 15132 813
三潮位站之觀測潮位及其經調和分析後分潮重組潮位如圖6-16 所示,其間 於紅色框選處為受菲特颱風影響,低氣壓壟罩而造成潮位抬升。該時間段之潮位 數據經調和分析共可解析出38 個分潮,其中三潮位站所解析出之主要分潮 K1、
O1、M2 及 S2 如表 6-5,包含各分潮振幅(amp)及相位(pha)之比對。正濱與基隆 潮位站所解析各分潮特性皆較為一致,振幅差異最大分潮為 M2 之 6.1mm,相位 差最大為S2 分潮之 2.34 度;而龍洞潮位站則可能因為與基隆及正濱潮位站地理 位置及潮汐特性的差異,致使解析出之分潮特性有異,分潮振幅與其餘兩站具公 分級差值,半日潮分潮M2 及 S2 相位差異亦較為顯著,差值達約 60 度。
正濱
以時間段內觀測估算平均海水面高程結果如表6-6,其中所列調和分析之海 水面高程乃將調和分析後各分潮依其振幅及其相位角之重組潮位取其6 分鐘 1 筆 數據之平均值,而觀測值海水面高程則為直接將觀測潮位值取平均。經調和分析 之平均海水面高程值於正濱與基隆相近,顯示若兩站潮位資料經調和分析後作為 高程基準定義並無顯著差異。而若以觀測量直接平均作為平均海水面,正濱與基 隆潮位站定義之平均海水面則分別為+0.1498m 與+0.1154m。龍洞潮位站成果與 前兩者差異較大,其觀測量計算平均海水面高 0.0489m 為三者中最接近正高高程 零點,但其觀測量缺損數量較多,未來可以增加觀測資料後再進行分析比較。由 於高程基準之計算為以一天文周期18.6 年為時段,本計畫目前分析之潮位資料並 未達此一要求,本時段之潮位平均值,本就不確定為零,故重要處在與現有基隆 潮位站之比對。由調和分析後重組之數值比較,在小數點後四位為相同,顯現高 度一致性。而由觀測值之直接計算比較,略有差別,顯現可能是兩處觀測條件及 所使用的潮位計類型亦不相同所致。預期此一差異,在長期觀測中可能會減小或 消失。
表 6-6、平均海水面計算成果(單位:m)
正濱 基隆 龍洞
調和分析 -0.00021335 -0.00020416 -0.0024 觀測值 0.14982233 0.115364129 0.048874723
6-9 施工規劃與經費估算
如於目前臨時潮位站十公尺內附近海域,建置永久式潮位站,依據海測成果,
水深應符合需求。可比照龍洞潮位站方式,觀測井設置於離岸水中,觀測小屋設 置於岸際。其經費可分營建與儀器兩大部分,營建部分因具體細部設計尚未完備,
其費用概估為觀測井與觀測小屋部分各為一百萬元,故合計二百萬元。儀器如表 6-7,分為潮位觀測、氣象觀測、資料蒐集及傳輸三大單元,所列估價為依據本
年度10 月份詢價。因此,本案建置初估為新台幣三百萬元。施工所需時程,若 不含招標及其他因素,初估約需四個月,包含營建、儀器組裝、測試等。
表6-7、潮位站儀器估價
設備 規格
備貨 所需 時間
單價 (含稅)
潮位觀測
音波式水位感應 器
AquaTrak 3000XDCR 含
4110 控制器 40 天 312,500 壓力式水位計(20
米) Druck PTX 1830(20m) 45 天 56,000 浮筒式水位計 FL-1000-20 40 天 67,000
氣象觀測
氣溫計 SKYE SKH2023/1/A 40 天 52,000 氣壓計 Met One 092 40 天 43,000 風向風速計
(海上型) YOUNG 05106 30 天 54,000
資料蒐集及傳輸
GPRS 資料傳輸器 MA8-2(CWB-2) 30 天 19,000 資料蒐集紀錄器 Sutron Xlite (含儀器箱) 30 天 187,500 太陽能板(大) ABLYTEK 6PN48080-A0 (80W)
* 2 片 30 天 7,500*2 =15,000 充電控制器 Morningstar SS-10L-12V 30 天 3,800 全球定位儀 GARMIN GPS16X-HVS 30 天 7,000 816,800
6-10 小結
比對正濱臨時潮位站與舊有基隆、龍洞潮位站資料,正濱潮位站解析出之主 要分潮特性與計算之平均海水面高皆相近,而龍洞潮位站則因資料缺失嚴重加上 因為與基隆及正濱潮位站地理位置及潮汐特性的差異,其成果差異較大。