104年度彰化及雲林地區地層下陷監測及分析

臺灣西部平原地區由於經濟快速發展，水資源需求大幅增加，加上地下 水取用方便，使得西部平原區超抽地下水的情形普遍，導致發生地層下陷問 題，其中又以彰化與雲林地區最為嚴重，而臺灣高速鐵路正通過彰化與雲林 地區的下陷中心，因此地層下陷將會對國土資源與高鐵結構安全產生影響。 所以，如何快速、有效與精確的量測地層下陷與找出地層下陷機制成為一項 重要的議題。 經濟部水利署為有效監測地層下陷行為，持續減緩地層下陷之發生，在 臺灣地區設置了多元化監測系統(包括GPS固定站、水準測量監測網、磁感 應環分層式地層下陷監測井)， 分別從空中、地面與地下不同面向監測地層 下陷之行為。本計畫依據「地下水保育管理暨地層下陷防治計畫」，繼續進 行雲林及彰化等地層下陷區以多元化監測及整合技術進行地層下陷之嚴密 監測， 並整合上述資料針對新興異常地區與嚴重沉陷區進行下陷機制之分 析與探討，而上述相關監測數據、調查資料與分析成果，未來將作為地下水 保育管理計畫與防範地層下陷之重要參考依據。 本計畫之工作內容說明如下： (1) 地層下陷區之水準網檢測 本計畫實施水準檢測的區域為彰化(429公里)及雲林(540公里)等地區 共969公里， 測量閉合差精度之要求為3mm k 。 (2) 雲彰地區97個地下水位監測站井頂高程檢測（ 110公里） (3) 地層下陷監測井與GPS固定站之維護與資料分析 針對彰化與雲林地區已施設完成之32口磁環分層式地層下陷監測井 與11個GPS固定站進行維護管理、觀測及分析。 (4) 建置1站GPS固定站 (5) 地層下陷區之資料整合分析 整合水準網檢測、地陷監測井、GPS固定站與地下水位等監測資料， 運用相關分析技術以進行下陷區之下陷機制分析，及提出概念性防治 建議， 以提供水利署針對地層下陷防治策略之參考。 本計畫已完成彰化與雲林等地區之水準檢測並定期進行磁環分層式地層下陷監測井與GPS連續觀測站之觀測與分析，茲將成果說明如下： (1) 地層下陷區之水準網檢測 完成彰化、雲林地區與地下水位站井頂高程之水準檢測，總計今年度水準測量總里程數為1082公里，水準檢測成果詳細說明如下： (a) 104年度彰化地區下陷速率超過3公分/年以上的鄉鎮包含有：溪湖鎮、埔鹽鄉、二林鎮與溪州鄉等四個鄉鎮，最大下陷速率約4.1公分/年，顯著下陷面積為25.8平方公里。 (b) 104年度雲林地區下陷速率超過3公分/年以上的鄉鎮包含有：虎尾鎮、土庫鎮、元長鄉、褒忠鄉、崙背鄉、台西鄉、四湖鄉、水林鄉、北港鎮、口湖鄉、大埤鄉、斗南鎮、麥寮鄉、二崙鄉、西螺鎮及東勢鄉等16個鄉鎮，最大年下陷速率達7.1公分/年，，顯著下陷面積為658.6平方公里。 (2) 地層下陷監測井與 GPSGPSGPS固定站之維護與資料分析 (a) 本計畫共計維護彰化(8口)及雲林(24口)等共32口地陷監測井，自今年四月份起，本計畫開始監測與維護32口監測井，目前各地陷監測井之監測功能正常。 (b) 水利署所屬11個GPS固定站，除彰化新生國小(SSES)接收品質指標值域有發生偏高趨勢外，其餘10站GPS固定站訊號品質穩定正常。經勘查彰化新生國小現場發現樹林遮蔽現象已趨嚴重，本計畫經學校同意後已於民國104年5月26日完成整修作業。 (3) 經水利署會勘同意後，新建GPS固定監測站站址選定於雲林縣四湖鄉明德國小；硬體結構工程已於民國104年5月18日竣工，接收儀器及網路於民國104年6月12日架設完成，至民國104年10月底止GPS固定站運作正常。 (4) 地層下陷區之資料整合分析 (a) 彰化地區溪湖鎮主要下陷點位(I008)歷史歷線圖顯示，該地區自民國93年下陷速率14.2公分/年，逐年減緩，102年至104年度的年下陷速率由2.7上升至3.5公分/年，顯示溪湖地區整體下陷趨勢趨緩，然近兩年(民國103-104年)下陷速率則有略微增加趨勢。 (b) 彰化地區溪州鄉主要下陷點位(內部1109)歷史歷線圖顯示，該地區民國101年下陷速率為6.4公分/年，逐年減緩，102年至104年度的年下陷速率由3.7上升至4.1公分/年，顯示該地區整體下陷趨勢趨緩，惟民國104年下陷速率略增，該區鄰近高鐵行經路線，因此未來應強加注意。 (c) 彰化地區二林鎮主要下陷點位(水利彰67)歷史歷線圖顯示，該地區下陷速率自民國102年後，逐年遞增，民國104年下陷速率達2.9公分/年；比對GPS與地陷監測井數據顯示，該地區有深層壓縮現象發生，未來需持續注意深層壓縮行為的發展。 (d) 依據彰化地區地層下陷監測井與地下水位資料顯示，早期壓縮主要發生在第三與四含水層，近期地層壓縮情形則以內陸地區相較沿海地區明顯，且主要壓縮深度集中於含水層1與含水層2範圍內地層之比例有逐漸升高趨勢，未來需持續注意。 (e) 雲林內陸地區之虎尾鎮主要下陷點位(水利雲110)歷史歷線圖顯示，該地區下陷速率於民國103年後開始攀升，至104年度達6.0公分/年。該區下陷情況甚巨，大部分區域之下陷速率皆大於3公分/年，主要下陷區則分布在中科虎尾園區以及高鐵與158縣道交叉段一帶。 (f) 雲林內陸地區之土庫鎮主要下陷點位(秀潭國小監測井)歷史歷線圖顯示，該地區下陷速率於民國102年後開始逐年攀升，民國104年度下陷速率達7.1公分/年。由秀潭國小地陷監測井資料顯示，該地區地層主要壓縮發生在深度50至300公尺間的地層，該深度範圍屬於阻水層1至含水層4的範圍。 (g) 雲林內陸地區之元長鄉主要下陷點位(水利雲72)歷史歷線圖顯示，該地區下陷速率於民國102年後開始逐年攀升，民國104年度下陷速率達到6.5公分/年，沉陷範圍涵蓋高速鐵路部分路段；比對GPS與地陷監測井數據顯示，該地區有深層壓縮現象發生，未來需持續注意深層壓縮行為的發展。 (h) 雲林沿海地區之四湖鄉主要下陷點位(東光國小BM)歷史歷線圖顯示，該檢測點下陷速率於民國102年下陷趨勢漸增，民國104 年下陷速率增加至6.1公分/年。由東光國小地陷監測井資料顯示，該地區地層主要壓縮發生在地表至深度300公尺間的地層，該深度範圍屬於含水層1至含水層4的範圍。 (i) 雲林地區長期壓縮速率除沿海地區較小外（宜梧國中地陷監測井除外，其餘各井皆小於1公分/年），壓縮速率較大之地陷監測井多分布在內陸區域，區域中除了靠近麓山帶的鎮南國小地陷監測井的壓縮速率較小外，其餘各井之壓縮速率皆大於1公分/年。 (j) 雲林地區300公尺內地層之壓縮趨勢均較去年同期明顯，且104年5月至今，因受到降雨量增加及地下水位回升的影響，各區域地層壓縮行為均較前期輕微，沿海地區普遍出現地層回彈的現象（宜梧國中與建陽國小地陷監測井除外），但內陸地區仍以壓縮行為為主。 (k) 高鐵雲林段附近的光復國小、拯民國小、土庫國中、秀潭國小及客厝國小地陷監測井呈現相當明顯的下陷趨勢，因此未來需持續注意這些區域的地層壓縮行為變化。 (l) 分析104年度雲林地區主要下陷區域(虎尾鎮、土庫鎮、元長鄉、褒忠鄉、四湖鄉與台西鄉)之地下水位與氣象雨量資料後發現，在枯水期間（民國104年1月-4月），雲林地區的降雨量僅有47公釐（根據中央氣象局斗六站資料），同時期之水位洩降量大部分為近六年來最大，多站之地下水位出現歷史新低，顯示本年度因遭遇氣候不佳，以及過度抽用地下水而產生顯著地層下陷，未來需密切關注此區域之地層壓縮變化的發展。