重力施測結果與分析

為了建立重力變化與地下水變化之間的關係，本計劃依據絕對重力數值處

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理方法，將量測到的原始重力值進行標準改正，處理過程包括潮汐改正、大氣 壓力改正、極移改正等項目。如果量測地點曾經歷較大地殼變形，則地表高程 變形也需給予修正。一般計算過程如下:

改正重力值＝觀測量－潮汐改正＋大氣壓力改正－極移改正

其中潮汐改正使用理論模式，包含固體潮 ETGTAB（Wenzel, 1996）及海潮 NAO.99Jb（Matsumoto et al., 2000）；大氣壓力改正使用 IAG（1983）建議公式：

改正量(nm/s2)＝3.0 ×（觀測大氣壓力值(hPa)－理論大氣壓力值(hPa)）；極移改 正使用 IAGBN（1983）建議公式，輸入 IERS 提供之極坐標即為改正量（Micro-g LaCoste, 2012）。

本年度重力施測，佈設五個測點於蘭陽平原扇頂與扇央，分別於今年四月

第一期 978886046 978900274 978902214 978905787 978904636 第二期 978886066 978900298 978902218 978905797 978904636

重力差 20 24 4 10 0 觀測採連續 20 小時觀測，率定後絕對重力數值為 978886046μgal、第二期為 978886066μgal(圖 4.2-3)，重力差異值為 20μgal。此站第二期的水位高度較第 一期上升約 7.7 米，平均水位面距地表約 30 米，其水位上升趨勢與重力觀測數 據大致吻合。

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圖 4.2-2 三星站施作現況

圖 4.2-3 三星站第一(左)、第二(右)期絕對重力量測成果 (二) 大隱

施作地點位於大隱國小內，距離大隱水位觀測井約 25 米，此站由於校方空 間使用考量，第一期的施作位置與第二期有所不同(圖 4.2 -4)，相距約 10 米，為 考量更換測點所引起的重力變化，於第二期施作期間，以相對重力儀 EG 進行 新舊測點引點，將前後期重力值歸化至相同基準(第二期)，歸化後第一期的絕 對重力值為 978900274μgal，第二期為 978900298μgal(圖 4.2 -5)，重力差值約 為 24μgal，水位變化顯示第二期較第一期上升約 2.3 米，平均地下水面距離井 頂約 11 米。重力與地下水位的變化趨勢吻合。此站水位觀測井旁，留有複井試 驗之鑿井且保存良好，另外地質調查所也於大隱國小設立連續 GPS 追蹤站，相 關數據可以再進行分析，屬於條件完備之良好施測地點。

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圖 4.2-4 大隱站第一(左)、第二(右)期施作情形

圖 4.2-5 大隱站第一(左)、第二(右)期絕對重力量測成果 (三) 順安

順安施測地點位於順安國小內，使用順安小學圖書館未開放時間進行觀測 (圖 4.2-6)，絕對重力施測點位距離順安水位觀測井約 100 米。第二期施測時教 室 外 有 一 些 平 面 工 程 ， 但 不 影 響 重 力 觀 測 。 第 一 期 絕 對 重 力 觀 測 數 據 為

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978905787μgal，第二期為 978905797μgal(圖 4.2-7)，重力差值為 10μgal。依 水位觀測記錄，兩期間水位變化為 2 公分，符合順安水位站地下水位上部以泥 層為主的受壓含水層。由於絕對重力變化達 10μgal，其重力變化效應明確，水 位卻無實際變化，表示此站應受其它因素影響。絕對重力量測每期五站採連續 觀測，若儀器出現問題，其他站點間亦將產生相同反應，考量其他測站重力觀 測數據無明顯問題，應非重力量測儀器錯誤。此站重力與水位反映之不一致情 形，需要更多現地調查，修正可能原因，方能將重力量測成果加以應用。

圖 4.2-6 順安站絕對重力儀擺設狀況

圖 4.2-7 順安站第一(左)、第二(右)期絕對重力量測成果 (四) 大洲

大洲重力施測點位於大洲水位觀測站旁約 8 米處，位於大洲國小的育樂教 室(圖 4.2-8)，大洲觀測井旁有氣象局強震地震站且緊鄰大型排水溝(圖 4.2-9)。

大 洲 站 第 一 期 絕 對 重 力 觀 測 數 值 為 978902214 ， 第 二 期 為 978902218( 圖 4.2-10)，兩期重力差值為 4μgal。水位觀測記錄第二期較第一期上升 0.13 米，

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由於平均水位距離井頂約 1.7 米，所以重力反應趨勢與水位相當。大洲水位觀 測井旁的大排水溝的深度與地下水平均水位相當，大排水溝水位可能對地下水 造成一定程度影響，水文評估上可能需要較細微的解析。另外於觀測期間，排 水溝的流動水，也代表不易模擬的質量變化，對於絕對重力觀測而言有兩個層 面的影響，第一為流動水源衝擊地表，造成微幅震動，重力觀測時會略為受到 影響。第二為大排水溝水位變化形成的的質量變化不易估計，其對絕對重力數 值的些微影響，可能需以模式估計其影響量，方能有效排除。

圖 4.2-8 大洲站重力觀測點

圖 4.2-9 大洲水位觀測站與臨近大排水溝

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圖 4.2-10 大洲站第一(左)、第二(右)期絕對重力量測成果 (五) 中興

中興重力觀測站位於中興國小體育場講台旁(圖 4.2-11)，利用非上課時間進 行觀測。量測點位距離水位觀測井約 80 米，中興水位觀測井岩心柱狀圖已大致 顯示此區處於受壓含水層，水位變動幅度可能較扇頂區為小。此站由於臨近宜 蘭縣中興路，大型車輛多，且車流量大，地面震動持續影響觀測，量測結果之 不確定性本質上就較他站皆為大，如果重力變化小，其訊號就會被震動影響而 掩蓋。絕對重力觀測兩期數值皆為 978904636(圖 4.2 -12)，此意味著觀測區間 中，無明確重力變化。但水位觀測資料顯示兩次重力觀測區間，水位變化為上 升 0.34 米。雖然水位有小幅度變化，但評估此區水位位於受壓含水層，且水位 變化幅度小，而重力觀測條件稍差，放大量測不確定性，所以此站量測成果符 合預期，無明顯出入。

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圖 4.2-11 中興絕對重力測點

圖 4.2-12 中興站第一(左)、第二(右)期絕對重力量測成果