地震地下水井敏感方位異向性之分析研究

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

地震地下水井敏感方位異向性之分析研究 研究成果報告(精簡版)

計 畫 類 別 ： 個別型

計 畫 編 號 ： NSC 100-2119-M-006-016-

執 行 期 間 ： 100 年 08 月 01 日至 101 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立成功大學資源工程學系（所）

計 畫 主 持 人 ： 徐國錦

計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理人員：潘彥銘 碩士班研究生-兼任助理人員：吳政緯

報 告 附 件 ： 出席國際會議研究心得報告及發表論文

公 開 資 訊 ： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 101 年 07 月 12 日

中 文 摘 要 ： 地下水井對地震之反應為地震研究中的重要項目，了解地下 水井偵測地震之方向敏感性可提昇並正確解讀地下水觀測井 之量測結果。本研究建立分析地下水井偵測敏感性方向之流 程。使用台灣地區之地震與東和水井觀測資料，對近距地震 所產生之階變式同震水位變化進行分析。地震資料由中央氣 象局地球物理資料管理系統所提供，水位資料則來自東和觀 測井的秒水位資料紀錄。針對 2006 年 4 月和 12 月、2007 年 1 月、2009 年 10 月至 12 月、2010 年 3 月期間，規模大於 4 以上，震央位於東和地下水觀測井周圍 150 公里，震源深度 為 30 公里內共計 34 場之地震。本研究為求得地下水井對地 震之反應，採用二階段分析，第一階段推求區域能量與地下 水位之關係，第二階段為建立震源能量與區域能量之關聯 性，定義出地震地下水井敏感性指數，並進行異向性分析，

尋找地下水井之敏感方位。本研究使用經驗回歸式計算東和 區域能量之敏感性指數於東和地下水觀測站東偏北 45 度有較 強之連續性，顯示東和地下水井對此方向所發生之地震具有 較靈敏之反應，其偵測之有效範圍在東偏北 45 度為 119km 與 東偏南 45 度為 65km。使用應變能計算東和區域能量之敏感 性指數亦顯示於東和地下水觀測站東偏北 45 度有較強之連續 性，其偵測之有效範圍在東偏北 45 度為 117km 與東偏南 45 度為 56km。

中文關鍵詞： 地震、地下水階梯式變化、地震地下水井敏感性指數、二階 段分析、異向性分析

英 文 摘 要 ： Groundwater well response to earthquake is important to the research of earthquake hydrology.

Understanding well sensitivity to earthquake improve the interpretation of measurements. This research develops a procedure for anisotropy analysis of well response to earthquakes. Observation data of DonHer groundwater well in Southern Taiwan were used. Data is with sampling rate of one data per second. Step- like groundwater level change was analyzed for near- field earthquakes. Earthquake data is provided from Central Weather Bureau geophysical database

management system. Earthquakes with magnitude greater than 4 occurring in 2006 April, 2006 December, 2007 January, 2009 October to December and 2010 March with epicenters located around DonHer groundwater well within 150 kilometers and depths from 0 kilometer to 30 kilometers were analyzed. Data is with sampling

rate of one data per second total of 34 earthquake events were used. Two step analysis was used to analysis the well response to earthquake. Step one constructs the correlation of the local energy to groundwater level. Step two relates source energy to local energy. Well sensitivity to earthquake is defined. Anisotropic analysis is performed to detect the sensitivity direction of the monitoring well.

Results show that DonHer groundwater well is

sensitive to earthquake in the direction of N45∘.

Using empirical local energy relation, the

effectively detective range in N45∘ is about 119 kilometers and in S45∘ is about 65 kilometers. Using the strain energy estimation, DonHer groundwater well is with an effectively detective range in N45∘ of 117 kilometers and in S45∘ of 56 kilometers.

英文關鍵詞： Earthquake, Step-like Groundwater level change, Earthquake sensitivity, Two-step analysis, Anisotropic analysis

前言

台灣多丘陵與山地，居民活動範圍大多數侷限於狹窄的平原地區，一旦大地 震來臨將造成十分嚴重的生命傷亡及財產損失。台灣中部南投集集地區於 1999 年9 月 21 日 1 時 47 分 12.6 秒發生強烈大地震。震央在北緯23.85、東經120.78， 亦即在日月潭西偏南 12.5 公里深 1.1 公里處(後經中央氣象局及學術單位修訂為 23.87 N 、120.75 E ，深 7.0 公里)，芮氏規模達 7.3，南投與台中的震度達到 6 級，台北市地震度也有4 級，而五百多次的餘震中，規模超過 6 以上的有 7 次以 上，全國各地災情慘重，並造成中寮變電所和超高壓輸電塔嚴重損壞，導致全台 大停電。房屋倒塌估計約一萬七千餘棟，共造成二千三百多人死亡，近萬人受傷，

因此地震之研究兼具有科學基礎與工程減災之用。

由於各種跡象顯示地下水位變化與地震之間的關係密切，賈儀平等人(2001) 分析位於車籠埔斷層附近地區水利機構設置的觀測井地下水位資料，結果顯示有 157 口井的地下水位出現變化，最大上升量達 8.3 公尺，最大下降量達 11.1 公尺，

而且地下水位變化的分布趨勢似可隱示地震發生的方向。這項明確且有鼓勵性訊 息的啟發了地下水位變化作為台灣地區的地震研究發展重點之一。

台灣地下水觀測井散布平原區，部分井位可靈敏偵測地震同震訊號，部分井 甚至可偵測到震前水位變化訊號，若能使用地下水井做為地震訊號之量測，納入 地震觀測系統，將可提昇地震觀測之效能，並累積地震資訊提供地震研究與減災 實務之用。

研究目的

本計畫探討地下水井對地震之反應，建立地震與地下水位變化之關聯性。研 究方法分二階段，第一階段為區域能量與地下水位之關係，第二階段為建立震源 能量與區域能量之敏感性指數。本研究使用東和地下水觀測站之地下水位變化資 料建立其與區域能量之關係，計算地震矩作為震源能量，將區域能量與震源能量 進行敏感度異向性分析，建立東和地下水觀測站敏感度，探索地震規模、震央距 離與水位變化之相關性，作為敏感度之指標函數。研究中使用24 場地震案例，

計算敏感度，建立資料庫。應用地質統計方法，建立東和水井地震敏感性之方向 性。繪製空間敏感度玫瑰圖，探討地下水井觀測地震之有效性。

文獻探討

國內外許多文獻已說明在地震前後有相當多的地下水文異常現象，如地下水

位發生震盪或階變行為，地下水溫異常升降，泉水湧出量改變，地溫改變，水化 學改變與水氡含量改變等現象(Montgomery and Manga, 2003)。

地下水水位受地震的影響會產生不同程度的變異，當岩體受到外力的作用時會將 壓力施於水體。經由孔隙或水井量測之壓力，可觀察到水位的變化。利用水體壓 力變化可反應地層岩體受力的原理，可觀測斷層上或斷層附近的水井水位變化，

對岩層受力的應變量進行監測(Bodvarsson, 1970)；文獻記錄顯示地下水水位對地 震的敏感度相當高，在微小的地殼變化(10^8體積應變量)下、水溫、水中含氡量、

水壓及在水位變化上都有相當優越的監測效果(Melchior, 1966、Bredehoeft, 1967、

White, 1968)。依據Scholz et al.（1973）的體積膨脹模式，在地震發生前後會有 五個階段：(1)板塊擠壓，地殼累積彈性應變(2)地層發生膨脹和發展微裂隙(3)斷 層帶上有流體侵入和變形(4)地震發生(5)餘震後地殼應力突然陡降，在前三個階 段發生的同時，皆會伴隨著徵兆產生，例如在King et al. (1999)的研究指出位於 日本岐阜縣東濃礦場中的SN-3井在地震發生前10天地下水水位有下降的情形，

並認為這些井連結著與附近Tsukiyoshi斷層有關的地下水系統；當斷層將要滑動 時，地表下的裂縫變大，使地下水流失。這個例子說明地震前地下水文可能異常 的特徵包括(1)震前地下水位發生振蕩(Oscillation)、階變(Step)、趨勢(Tend)上升 或下降，(2)同震時，地下水位呈現階變上升或下降的現象。

地下水位變化之影響因子相當繁複，如人為抽水、地潮、天文潮、大氣壓力 與岩體的受應力狀態。岩體中殘留相關應力對水體的影響約持續一週；潮汐會依 藉含水層透水特性影響地下水水位，大氣壓力也會經由地表貫入影響地下水位 (Jacob, 1940及Rojstaczer, 1988)；地潮可能改變大區域之地下水位(Roeloffs, 1988)；

Hsu and Tung(2005)發現體積應變效率較大區域與水位變化幅度較大區域有一致 的關係；而當地水文地質特性也會對地下水位變化的過程產生影響 (陳佳杏，

2002)。地震所引起地下水位變化之解釋機制有膨脹-擴散模式(Nur, 1972)，破裂 模式及應變模式(Brace, 1966)，其中以孔彈性理論為廣泛應用之機制之一。但由 於造成地下水位異常現象之原因很多，並非所有的地下水位變化形式都可以孔彈 性理論作為機制解釋，進行合適的地震前應力異常區推估，例如地震波引致水位 振蕩現象，影響範圍可達到數千公里遠；而地層受到應力產生應變產生水位階變 與趨勢變化必須在應力造成體積應變(volume strain)之反應區內才能觀測到如，

Manga and Wang(2007)指出近場地震應力影響範圍正比於1 r ，遠場地震應力影³ 響範圍則正比於1 r^1.66，Dobrovosky et al. (1979)提出地震規模( M )與造成10^8體 積應變量之最大半徑( ,d km 簡單經驗式) d 10^0.43M，牛安福(2000)曾迴歸大陸地 區之地震，得到突變性前兆之有效最大距離約為200km，由此可知，應力應變量 隨震央距離越遠而衰減，而與震度大小呈正比。

上述前人研究均指出地下水位可反應地層受力狀態並與地震因子有關，但地 下水井對地震敏感性尚未有研究發表，同時地下水之地震敏感性使否具有方向性 並無文獻報告，若能釐清地下水井之地震估測能力有助於地震基礎研究與提昇減 災之功能。本研究中將研究地下水觀測井靈敏度之設定，作為量化地下水井估測 地震能力之依據，並使用地震資料，計算敏感度，進行地質統計分析，以東和地 下水井為例，建立東和地下水觀測井敏感方位異向性，作為地震研究之用。

研究方法 1.地震與地下水資料之蒐集與分類

地震引致之地下水位變化在國內與國外均已經被觀測與研究多年，地下水位 之反應，包含了振盪(oscillation)與躍變(step)之現象。前者主要是受到震波的影 響，產生與地震波相似的振盪現象；後者則被與應力造成之體積應變(volume strain)有關。地下水位之變化可反應地殼之應變，水井設置較一般應變計較為容 易與經濟(李民，2002)，並可配合電離層觀測，水氡與水化學資料進行地震機制 之解釋。根據賴文基(2010)之研究指出，地震所引起的地下水位變化，歸納歷年 來的觀測結果在同震反應部份，可區分成三種典型的類型：階梯狀變化反應、振 盪反應及階梯狀變化與振盪反應等三種類型，以下就臺灣地區2003 年至 2006 年觀測案例說明其變化內容及特徵。

(一)階梯狀變化反應

階梯狀變化反應的特徵是地震前後，地下水位的基準會在甚短的時間內(一 般均在數分鐘內即變化，部分受地下水流影響的井位則需數小時才得以完成)產 生明顯的變化(圖1.1)，比較地震前後地下水位的氣壓及潮汐反應振幅均相同，但 變化的基準水位(趨勢項)則與地震前相比上升或下降一定的幅度(數公釐~數十公 分)。這樣的變化可以是永久的變化，但具有聯通性之部分井位亦可能在數週或 數個月後恢復地震前的地下水位基準。

地下水位地震後產生的階梯狀變化反應，反應的是地下含水層承壓狀態的基 準變化，這樣的變化有可能來自高程基準變化、含水層承壓狀態、封閉層或含水 層地下水文參數改變。第一項高程基準變化，原因可能來自水文或地質構造因素，

在水文因素上，例如補注源或表面水荷重的高程變化，海水面或湖水的上升或下 降、河道或補注區位置的改變、地下水流動的改變、其他水體的混染等都有可能 改變地下水位高程基準的變化；在地質構造因素方面，地殼抬昇可能會造成地下 水高程基準的相對變化，在日本1946年南海地震四國沿海地區的淺井就因為地殼 抬昇造成地下水與海水面界面位置的改變，造成地震前地下水位降低的前兆變化。

第二項原因則較為複雜，主要強調的是含水層狀態的變化。較常被討論的機制為 地震後因為地殼應力調整後的改變，一者可能造成含水層的體積應變以致於造成 水壓變化(可能有彈性或破壞性變化)，再者作用於該含水層的靜態水壓力或圍壓，

也有可能在未造成含水層體積應變的狀態下，改變該處壓力水頭的基準。

上述兩種原因，除了第一種原因或如九二一集集地震中斷層錯移造成十一公 尺的地表抬昇外等極端事件外，由於一般地震所造成的地層體積應變量均約在 10-6 以下，一般遠離斷層帶數公里以上的距離並不易造成足以產生永久改變的 破壞性變形，地下水位變化反應的應該是屬於當地地殼應力調整變化所引致的體 積應變，這樣的反應也就可與地震斷層錯移造成的體積變化來進行比對。

(二) 振盪反應

圖1.1 地下水位同震階梯狀變化反應變化案例(花蓮 站，2004/5/1 太魯閣地震)(賴, 2010)

振盪的水位反應可從高頻的水位紀錄中暸解其變化的特徵(圖 1.2)，水位在 地震發生時間後劇烈的上下振盪，高頻紀錄中的水位歷線與震波圖相似，反應著 具有阻尼效應的自由振盪現象。一般而言，地下水位的振盪現象應與地表震盪相 似，但有別於地表振盪，僅維持1~2 分鐘的變化時間，較大地震造成的地下水位 震盪可能長達數十分鐘。在高精度水位紀錄中的震盪水位反應，受限於取樣時間 較疏，無法連續紀錄水位振盪的實際波譜，而容易紀錄呈現脈衝(impulse)後迅速 恢復的特徵，與階梯狀變化反應最大的不同，在於振盪反應在地震前後水位變化 的基準(趨勢項)不會產生變動(圖 1.3)，而氣壓及潮汐反應等反應含水層材料特性 的特徵反應振幅，在地震前後亦不受影響而維持相同變化幅度。

圖1.2 同震振盪反應的高頻水位紀錄(花蓮站，

2004/5/19 台東地震)(賴, 2010)

圖1.3 同震振盪反應的長期紀錄(花蓮站，2004/11/8 花蓮外海地震)(賴, 2010)

地下水位的同震振盪變化，造成的原因多與震波造成的地表位移、震波傳遞 於含水層造成的體積壓縮與伸張及井管內水體自由振盪等多種效應有關。根據 Eaton and Takasaki (1959)的研究，地下水位震盪變化多與地震波中屬於表面波的 雷利波有關，一般而言地震波傳遞持續的時間約為1~2分鐘內，由於井管內的水 體屬於自由振盪，加上含水層與井管間存在的管壁效應(well bore storage)造成作 用的時間稽延，所以井管內觀察到的地下水位變化，持續的時間甚至可達一小時。

將臺灣地區地震與遠震(震央距離>1000公里)造成的振盪變化觀測結果相比較之 下，發現遠震造成的地下水位振盪振幅甚至有較近震的變化大(Sato et al., 2004)，

由於遠震所造成的當地震度甚小，對於地表的位移影響較小，所以遠震造成的地 下水位振盪應與震波傳遞於含水層造成的體積壓縮與伸張較有關係。由於表面波 是藉著介質的運動而傳遞，所以因為頻散作用的緣故，表面波會隨著距離的傳遞 產生波速的變化，進而影響波長的改變，這可能是遠震造成較大水位變動的原 因。

本研究所採用東和地下水位資料區段為2006年4月和12月、2007年1月、2009 年10月至12月、2010年3月，以上所選區段為2006年至2010年之芮氏規模6以上之 地震所在之月份進行地下水位變化之分類。其採樣頻率為一秒一筆。

東和站之水文地質特性如下：東和站位於斗六丘陵山麓地區，接近地下水補 注區，季節性趨勢大，月平均地下水位變化量約為1~2公尺。儘管季節性趨勢大，

但東和站對於地震反應相當敏感，在過去的眾多觀測案例中，出現次數也最頻繁。

東和站對於降雨的影響均屬於長期的補注反應，短期的降雨效應並不明顯。但東 和站的長期地下水位變動趨勢並非直接與降雨量有關，這可能與本區的地下水集 水區廣大，側向延伸範圍較大有關。

(三)地下水位之選擇

地震引致之地下水位變化含有多種形式與資訊，階梯狀變化類型屬於區域性 塊體變型，對於近震反應較為敏感；振盪類型由波動傳遞所引致，對於遠震反應 較為敏感。由於近震所造成之災害通常遠大於遠震之影響，所以本計畫主要針對 東和站周圍150公里以內所發生的地震，研究其震度規模與地下水位觀測站水位 變化之相關性，將採用的地下水位變化類型為階梯狀變化之資料進行分析。

2.地震地下水敏感指數建立

本研究中，由於震源能量(M₀)將衰減至區域能量(E_local)，考慮敏感性之定 義，其為無因次化，使用敏感性應與區域能量(E_local)及震源距離( )



0

log

log( ) log

strain

E

f 



式中



考慮區域能量(E_local)=E_emp，地震敏感性指數( )f 與地下水位變化量之關係如下 ₁

0

log log 1 log( )

Eemp

f 



式中 f 為無因次指標函數，₁ E_emp為使用地震規模回歸經驗式計算之區域能量，



為震源距離，M 為震源能量。由(1.1)式可知區域能量 (₀ E_local) 、震源距離( )



(E_strain)表示，則可定義一地下水觀測井之敏感性指數( )f 於不同地震事件 ₂

0

0 0

log log( )

log log( )

2 log( ) log( )

strain

E U V

M M

f   e   e (1.3)

式中 f 為無因次指標函數，₂ E_strain為應變能，V 為受影響之含水層體積，



假設地震引致地下水位變化具有空間可逆性，即由震源引致觀測井之水位變 化相同於由觀測井發出等量震度在震源可引致相同地下水位變化，因此蒐集多場 地震所計算出之敏感性，可視為由觀測井為原點對周遭地震點之敏感性空間分 佈。

3.地震敏感指數空間地質統計分析

地質統計方法是依據區域化變數理論，假設變數具有空間相關及隨機兩成份 (Journel and Huijbregts，1978) ，資料點間的試驗變差(異)圖需事先被分析，並選 定適當的分布型態(空間結構)。本研究計畫擬將研究區域中計算所得之敏感性空 間分佈，進行普通克利金與異向性分析。

(一)普通克利金(Ordinary Kriging)

普通克利金法(Ordinary Kriging，OK)為一根據地質統計方法發展出來的資料 插補方法，用於估測一未知資料點之實數值。普通克利金法由已知資料點間的空

間關係，對未知點進行最佳、無偏差、線性的估測。其假設未知點遵循著已知資 料點間的空間關聯性。與一般線性的插補法相較，普通克利金法使用資料的空間 結構，能還原已知資料點的地質統計特性。普通克利金法具有以下的優點：

(1) 可定義一定的空間結構(變異圖型態或空間關聯性) (2) 可圈劃一定的資料分佈(可以給定資料分佈的幾何特性)

普通克利金求算推估誤差變異數之最小化，在給定一適當的變異圖模型後，

普通克利金根據給定的空間分佈型態進行權重的計算。普通克利金插值誤差之最 小化模式為：

Minimize: 













 



 



 



2

1

0) ( ))

( ) ( (

n

i i

iy Z x

E x Z x Z

Var



Subject to: E(Z(x₀)Z(x₀))0 (1.4) 其中



1

1

 

 n

i



即權重之總和為1；y 為測值或資料。普通克利金可獲得結果為： _i (1)使用克利金系統求得克利金權重：

(1.6)

其中









(2)獲得最小插值誤差之變方：









 ⁿ

i i

x i

Z x Z Var

1

00 0

0

0) ( ))

(

(

   

其中





(二)異向性分析

以區域化變數理論(Regionalized Variable Theory)可估計分布在空間上自然

資源的結構性與隨機性。在自然界有許多變數均可視為區域化變數，如地形標高、

地下水頭高度、海底深度、大氣污染量、河川逕流深度等。區域化變數Z(x)於 不同位置

x

^{Z(x) Z(x h)} ^m(h)

E _i  _i   (1.8)

Z(x ) Z(x h) 2 (h)

Var _i  _i  



在此假設中，定義函數γ(h)，稱為半變異數(Semi-Variance)，或是變異圖

(Variogram)，變異圖是一個最基本的分析工具，其能直接呈現空間上許多重要之 特性。若資料空間分佈呈現不規則，則不能直接於空間資料分析時配對資料，應 給予一配對搜尋規則，尋找各個方向角符合配對搜尋規則之方向角變異圖。而藉 由各主要方向角變異圖判別變異圖之影響半徑變化，定出影響半徑之長軸與短軸 方向，然後再利用交叉驗證方式驗證異向性之理論變異圖之合適性。

4.地震地下水井敏感範圍之繪製

依據地下水位觀測井敏感指數的建立，由地質統計分析出地震敏感之異向性 數值，配合變異圖之長軸與短軸資訊，可繪製出地下水觀測井之敏感範圍等值 圖。

圖1.4 異向性變異圖搜尋規則圖

結果與討論 1.東和地下水觀測井敏感範圍

假設震源與水位變化之刺激反應物理機制具有可逆性，因此蒐集多場地震所 計算出之敏感性指數，可視為由觀測井為原點對周遭地震點之敏感性空間分佈，

故由計算之地震敏感性指數 f 及₁ f 玫瑰圖，提供長短軸資訊，可繪製東和地下₂ 水觀測井敏感範圍如圖1.5及圖1.6所示。地震敏感性指數 f 及₁ f 之敏感範圍長軸₂ 位於東偏北45，顯示其具有較強之連續性，故東和地下水觀測井於此方向上所 發生之地震具有較強之反應能力。

2.研究結果

(一)地震敏感性指數定義為 ⁰

log( )

log( )

log( )

strain

E

f 



(二)使用經驗式計算東和區域能量之地震敏感性指數為

0

log( ) log( ) 1 log( )

Eemp

f 



使用應變能計算東和區域能量之地震敏感性指數為

0 0

log( ) log( ) 2 log( )

U V

f   e M 。

(三)由異向性玫瑰圖可獲得長短軸資訊，故可定義東和地下水井之敏感範圍。地 震敏感性指數 f 及₁ f 之敏感範圍長軸位於東偏北₂ 45， f 之有效偵測距離為 ₁ 119km， f 之有效偵測距離為 117km，顯示其具有較強之連續性，故東和地 ₂ 下水觀測井於此方向上所發生之地震具有較強之反應能力。

圖1.5 東和地下水觀測井地震敏感性指數

f

4.084

3.397

2.944 3.062 3.147

4.462

4.281 4.246 4.212 4.141

4.181 4.063

4.191 4.209

4.237

4.158

4.163

4.120 4.163 4.132 4.068 4.156 4.193 4.157 4.123 4.122

4.256 4.091

3.691 3.210 4.042

4.051

4.404 Sensitivity zone

圖1.6 東和地下水觀測井地震敏感性指數

f

0.782

0.697

0.585 0.607 0.563

0.962 0.992 0.856 0.888

0.816 0.823 0.854

0.872 0.777

0.810

0.831

0.790

0.793 0.798 0.861 0.870 0.837 0.839 0.839 0.871 0.865 0.853

0.836

1.076 0.683

0.718

0.835

0.875

參考文獻

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21.陳佳杏，集集地震前後濁水溪沖積扇地下水水位變化之探討，國立臺灣大學 地質科學研究所碩士論文，2002。

22.賴文基，地震引致地下水位變化機制之研究，國立成功大學資源工程研究所 博士論文，2010。

1

國科會出國報告書

參加 2012 American Geophysical Union Fall meeting, 5–9 December, Moscone Convention Center, San

Francisco, California, USA 研討會並發表論文

經 費 來 源：

NSC 100-2119-M-006-016

出 差 人：徐國錦

出 國 期 間：100 年 12 月 4 日至 100 年 12 月 11 日

出 國 地 點：美國舊金山

中 華 民 國 100 年 12 月 15 日

2

^摘要

本人承蒙國科會經費支持與財團法人成大研究發展基金會 同意生活費之不足差額補助，經成功大學批准，參加＂2012 美國地球科學秋季會議＂。參與研討會見識學術新知，與同儕 相向討論，獲益良多。會中注意到水文學研究進展很大，應用 領域也不斷擴充，基礎研究受到重視，參數推估與不確定性估 算研究值得投注人力與經費。建議持續支持鼓勵計畫參與人員 出席國際會議的政策,擴展學界人員的視野，吸取新知，作為 研究計畫精進之參考與依據。並可藉由參與國際學術活動，發 展國際合作之基礎。

3

目 錄

頁次

摘要………. 2

目錄………. 3

一、目的………. 4

二、過程………. 5

三、具體完成之工作………. 6

四、心得與建議………. 7

附錄………. 10

4

一、目的

本人獲准參加 2012 美國地球科學(AGU)秋季會議。參加會 議之目的，一為了解水文研究新方向，二為獲得研究方法新知 識，三為認識研究領域之人員，四為發表研究成果。 AGU 為 世界兩大地球物理年度盛會之ㄧ(另一會議為歐洲地球科學年 會 EGU)，本次會議吸引來自世界各國地球科學相關研究學 者、專家參與。參加會議不僅可利用會議機會展示國內研究成 果，也可以獲得地球科學界的研究發展動態，並與同儕進行切 磋與經驗交換。AGU 將有多場與水文地質相關之場次，可提供 研究進行之參考。

5

二、過程

本人承蒙國科會經費支持與財團法人成大研究發展基金 會同意生活費之不足差額補助，經成功大學批准，參加在美國 舊金山召開之 2011 美國地球科學秋季會議(2011 AGU Fall meeting)。本人於 12 月 4 日到達舊金山。，隨即住進下榻之旅 館進入會場辦理註冊，參與會議。12 月 5 日上午七點多即前 往註冊會場辦理電腦報名程序，報名區有服務人員服務協助秩 序維持與指引，雖然人數很多，但是井然有序。經註冊後，大 會配發識別證方能進入會場參與會議，會議時間為 12 月 5 日 至 12 月 9 日。會議在相鄰兩棟建築物同時進行口頭與壁報展 示，會場內有保全人員隨時檢查與會者的會議識別證，以維護 場內安全。整個會議時程安排緊湊，且會議場所動線規劃清楚 流暢。會議期間在會場內還有政府地科相關研究單位、工程顧 問公司、儀器商、書局，礦石展之攤位進行介紹與促銷吸引與 會人員，求職與招募科會人員的工作徵求廣告也在會場張貼。

另外，旅遊與住宿服務台也在會場內進駐，服務與會人員的需 求。本人全程參與了會議，解說研究成果說明，並參與多場口 頭與海報說明，於會議結束後，搭乘華航航空返回台灣。

6

三、具體完成之工作

1. 參與 12 月 5 日之水文地質國際期刊編輯會議，了解期刊選 稿政策並結識多位編輯學者， 進行了解與溝通。

2. 本人被主辦單位指示於 12 月 9 日於指定場地說明研究內容 並接受詢問。本人發表論文題目為＂Integration data of multiscale hydraulic conductivity””，與來自美歐學者進行討 論，並提供研究建議。

3. 水文科學學門涵蓋範圍為廣，經全程參與會議體認生態水 文學為新興領域，氣候變遷對水文的影響，地質異質性對二 氧化碳封存影響持續受到關注，而水文參數檢定斷層帶性質 鑑定與裂隙水流與模擬受到重視。

4. 在會議中有機會結識來自美國、義大利、德國、日本不同 國家的學者。所獲得資訊可提供研究發展與經驗交流之用。

5. 本人參與多個主題議程獲得研究之完整的概況全貌，並習 知主要的研究人員與未來研究走向，可做為研究的參考與進 行日後國際合作之基礎。

6. 本人擔任 12/7 學生壁報評審，與發表學生討論參數反推方 法， 對於經驗交換與傳承有重要幫助。

7

四、心得與建議

1. AGU 議程分為口頭報告與海報展示兩類，口頭報告時間 從上午 8:00 開始，每人報告時間為 20 分鐘；而海報展示 則從上午 7:00 開始准許張貼，到下午約 6、7 點左右撤除 海報。為促進與會者的相互交流，主辦單位安排在上午 第一場與第二場之間有咖啡免費提供，下午第三場與第 四場之間尚有飲料與啤酒提供，以吸引與會者熱烈參 加，主辦單位非常用心地經營會議，其經驗與企圖心值 得學習。

2. 本人此次主要參加的是水文科會學門，此學門有多個主 題，提供水文學最新進展與未來挑戰的最新資訊包含孔 彈性力學應用於岩體裂縫，反演問題視覺簡單化，多相 流之模擬，裂隙水流之模擬，序率參數反演，大孔隙水 流，氣體流動非線性效應 DP 法於現地之應用。

3. 在會場中有機會結識來自不同國家的學者並可以獲得研 究之完整的概況全貌，並可習知主要的研究人員與未來 研究走向，可做為研究的參考與進行日後國際合作基 礎。本人非常感謝國科會與基金會的經費支持與行政支 援，讓本人得以參加此次會議，希望本次經驗可經由，

8

讓授課與研究獲得最大之邊際效益。建議持續鼓勵老師 與學生多參與國際會議。

4. AGU 會議的海報展示安排非常成功，議程內容非常豐 富，每個主題的展示都在安排作者解說時間，讓作者與 有興趣的與會者做面對面的討論，海報展示為上午 8:00 到下午 6:00，與會人士可自由隨時觀看、了解。因此與 會者有充裕時間詳細地了解展示內容，並與展示人做深 入的討論，獲得進一步資訊，甚至可與作者聯繫商談進 一步的合作，為一國際交流的重要場合，建議研究人員 應該多把握參加展現研究成果。

5. 由於展示會場安排於兩個大場地，所以不同學門與不同 主題的研究有機會置於同一場地，瀏覽這些豐富的展示 是參加 AGU 難得的機會，尤其研習不同領域的展示，可 促進自己對地球科學研究進展的了解，對自己研究直接 相關的展示更可觸發新的研究想法，可開拓相關研究的 可能連結。在呈現自己的研究成果之時，經由討論經常 可以促發新的看法與未來研究方向，收穫特別豐富。建 議研究人員應該多進行多領域之溝通，以建立跨領域的 知識。

9

6. AGU 會議是在舊金山舉辦。舊金山是個現代與歷史並呈 的城市，Bart、地表電車、公車連成一系統，自然景觀優 美，博物館與美術館很多，人文氣息濃厚。舊金山市區 治安視區域而定，在市中心入夜後行人很多且公車營業 到很晚，但是在某些區域則並不安全。來參加 AGU 會議 不僅獲得學術上的專業知識，尚可接觸當地風土人情，

並對現代化城市的制度演進、歷史維護與公共設施的規 劃，獲得深刻的認識，所謂讀萬卷書、行萬里路，舊金 山是一個可供台灣都市發展、兼顧城市文化特色與現代 發展借鏡的很好範例。建議台南市參考舊金山經驗，發 展便利大眾化交通與整體規劃文物景觀，培養生活素 養。將較有機會舉行大型國際會議，帶動城市經濟與活 絡文化氣息。

7. 基礎研究為科學進步的根基,鼓勵基礎研究為科學進步 的一大因素。儘管其效益未必能於短期內能見到成果,但 對長期而言，其可應用於工程實務中，衍生之成果與收 益較豐富,影響也深遠。建議應多加支持與投資。

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附錄

攜回資料有會議手冊一本

國科會補助計畫衍生研發成果推廣資料表

日期:2012/07/12

國科會補助計畫

計畫名稱: 地震地下水井敏感方位異向性之分析研究 計畫主持人: 徐國錦

計畫編號: 100-2119-M-006-016- 學門領域: 水文學

無研發成果推廣資料

100 年度專題研究計畫研究成果彙整表

計畫主持人：徐國錦 計畫編號：100-2119-M-006-016- 計畫名稱：地震地下水井敏感方位異向性之分析研究

量化

成果項目 ^{實際已達成}

數（被接受 或已發表）

預期總達成 數(含實際已

達成數)

本計畫實 際貢獻百

分比

單位

備 註 （ 質 化 說 明：如 數 個 計 畫 共 同 成 果、成 果 列 為 該 期 刊 之 封 面 故 事 ...

等）

期刊論文 0 1 100%

研究報告/技術報告 0 0 100%

研討會論文 1 2 100%

論文著作 篇

專書 0 0 100%

申請中件數 0 0 100%

專利 已獲得件數 0 0 100% 件

件數 0 0 100% 件

技術移轉

權利金 0 0 100% 千元

碩士生 2 2 100%

博士生 0 0 100%

博士後研究員 0 0 100%

國內

參與計畫人力

（本國籍）

專任助理 0 0 100%

人次

期刊論文 0 0 100%

研究報告/技術報告 0 0 100%

研討會論文 0 0 100%

論文著作 篇

專書 0 0 100% 章/本

申請中件數 0 0 100%

專利 已獲得件數 0 0 100% 件

件數 0 0 100% 件

技術移轉

權利金 0 0 100% 千元

碩士生 0 0 100%

博士生 0 0 100%

博士後研究員 0 0 100%

國外

參與計畫人力

（外國籍）

專任助理 0 0 100%

人次

其他成果 (無法以量化表達之成 果如辦理學術活動、獲 得獎項、重要國際合 作、研究成果國際影響 力及其他協助產業技 術發展之具體效益事 項等，請以文字敘述填 列。)

無

成果項目 量化 名稱或內容性質簡述

測驗工具(含質性與量性) 0

課程/模組 0

電腦及網路系統或工具 0

教材 0

舉辦之活動/競賽 0

研討會/工作坊 0

電子報、網站 0

科 教 處 計 畫 加 填 項

目 計畫成果推廣之參與（閱聽）人數 0

國科會補助專題研究計畫成果報告自評表

請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況、研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）、是否適 合在學術期刊發表或申請專利、主要發現或其他有關價值等，作一綜合評估。

1. 請就研究內容與原計畫相符程度、達成預期目標情況作一綜合評估

■達成目標

□未達成目標（請說明，以 100 字為限）

□實驗失敗

□因故實驗中斷

□其他原因 說明：

2. 研究成果在學術期刊發表或申請專利等情形：

論文：□已發表 □未發表之文稿 ■撰寫中 □無 專利：□已獲得 □申請中 ■無

技轉：□已技轉 □洽談中 ■無 其他：（以 100 字為限）

3. 請依學術成就、技術創新、社會影響等方面，評估研究成果之學術或應用價 值（簡要敘述成果所代表之意義、價值、影響或進一步發展之可能性）（以 500 字為限）

敏感性指數可應用於其他中央氣象局所屬之地下水位觀測站(花蓮、六甲、那菝、壯圍、

赤山)，界定出各站之敏感範圍，作為台灣地震研究科學與工程減災之用。使用地下水井 做為地震訊號之量測，納入地震觀測系統，將可提昇地震觀測之效能，並累積地震資訊提 供地震研究與減災實務之用。