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研究生： 楊昆庭
Yang, Kun-ting
論文名稱： 從水準測量資料探討台灣西部沿海地區地層下陷之現況
Land subsidence of coastal area of western Taiwan from leveling observations
指導教授： 饒瑞鈞
Rau, Ruey-Juin
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 地球科學系碩士在職專班
Department of Earth Sciences (on the job class)
論文出版年： 2007
畢業學年度： 95
語文別： 中文
論文頁數： 67
中文關鍵詞： 地層下陷 、水準測量
外文關鍵詞： leveling, land subsidence
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    • 地層下陷的原因很多，包括地下水的超抽、地表載重的增加及地下水補注量的減少，其中地下水的超抽係地層下陷的最主要原因。台灣西部沿海地區由於地表水源、沿海地區居民從事養殖並大量利用地下水來供應養殖的循環用水，各項調查更指出除了農業與養殖漁業外，沿海的工業用水也大量取自於地下。由於抽水量持續地遠高於自然補注量，地下水失去原有之平衡，導致明顯的地層下陷。沿海地區的地層下陷現象造成房舍倒蹋或毀損，更對居民的生計造成危害。
    各種對於地層下陷之調查或量測方法，精密水準測量屬於傳統且成熟之大面積調查技術，但缺點是作業費時；而應用近代衛星科技而發展之衛星定位系統(GPS)及微波干射技術(INSAR)雖具有快速調查大面積地層下陷量之特性，但其精度及穩定性之提升仍需加以改進。
    本研究利用2003-2006內政部土地測量局精密水準資料，經篩選符合規範之觀測資料，並對各種系統誤差做改正後，再對西部沿海地區地層變位作分析，並結合當地水文的相關資訊及其他單位監測地層下陷所做的水準測量等相關資料相互印證計算。推估西部沿海地區因養殖漁業造成的地層下陷之速率與下陷量，因區域性不同，約有每年1-6公分不等差異，其中以雲嘉地區下陷速率與量最為明顯，顯示養殖業（如魚塭）的增加對沿海地區地層有一定的影響。探討沿海地區的含水層砂質土壤的壓縮性與為局部性或全面性下陷，是否受區域性地理環境影響等問題，本研究推估雲林箔子寮及嘉義東石地區於30至40年後將有低於海平面的情形發生。

    There are several factors causing land subsidence, including the uneven distribution of water pumping. The rapid development of aquaculture industry in the coastal areas of Taiwan has also resulted in ground subsidence due to over pumping of ground-water. Precise leveling is a traditional technique of height difference measurement. The way of precise leveling is taking by each station forwards step by step, the adjustment result of leveling network is then corrected by reducing the systematic error of observations. The major themes of this research are analyzing the 2003-2006 leveling observations in the western coastal area. Results indicate 1-6 cm subsidence every year, and land subsidence has become a serious problem in the Yun-Lin and Chia-yi areas. Some areas in Yun-Lin and Chia-yi will below the sea level after 30-40 year.

    頁數 摘要…………………………………………………………… I ABSTRAST……………………………………………………… Ⅱ 目錄…………………………………………………………… Ⅲ 表目錄………………………………………………………… Ⅴ 圖目錄………………………………………………………… Ⅵ 第一章 緒論……………………………………………… 1 1-1 前言…………………………………………………… 1 1-2 研究目的……………………………………………… 2 1-3 研究區域概述………………………………………… 2 1-3.1 地理位置…………………………………………… 3 第二章 文獻回顧……………………….………………… 7 2-1 文獻回顧…………………………….………………… 7 第三章 研究流程及方法…………………………………… 11 3-1 研究步驟……………………………………………… 11 3-2 外業觀測程序及規範………………………………… 15 3-3 觀測資料檢查………………….. …………………… 18 3-4 系統誤差改正…………. ……………………………. 18 3-5 水準觀測閉合差精度………………………..………… 22 第四章 結果分析…………………………….……….…… 24 4-1 一等水準點穩定性分析……………………………… 24 4-2 潮位站水準點穩定性分析…………………………… 27 第五章 綜合討論……………………………………… 43 5-1 台灣西部沿海地區地層下陷速率…………………… 43 5-1.1 桃竹苗地區………………………………………… 43 5-1.2 台中地區…………………………………………… 47 5-1.3 雲嘉地區………………..……………………… 49 5-1.4 高雄地區……………………..………………… 53 5-1.5 屏東地區……………..………………………… 57 5-2 下陷量變化………………..………………………… 60 5-2.1桃園地區…………...…………………………… 60 5-2.2雲林地區……………………...………………… 60 5-2.3 嘉義地區………………………..……………… 61 5-2.4高雄地區……………………...………………… 61 5-2.5 屏東地區…………………..…………………… 62 5-3 沿海地區面臨問題………………...…………… 62 第六章 結論與建議……………………………………… 64 6-1 結論…………………………………………………… 64 6-2 建議…………………………………………………… 64 參考文獻…………………………………….……….…… 66 表目錄 頁數 表3-1 潮位站水準點、一等水準點之點位清查結果表……… 14 表4-1 潮位站高程基準檢測點位相對於公告坐標變動分析表. 29 圖目錄 頁數 圖1-1 台灣地區潮位站水準點分佈圖……………………… 3 圖1-2 潮位站水準點TG10B………………..……………… 5 圖1-3 潮位站水準點TG09…………………………………… 5 圖2-1 中部地區相對於S01R之GPS高程方向速度場………… 8 圖2-2 南部地區相對於S01R之GPS高程方向速度場………… 9 圖2-3 一等水準點高程變化速率圖………………………… 10 圖3-1 潮位站高程基準檢測工作之作業流程圖……………. 12 圖3-2 視準軸校準水準儀與水準尺之擺設位置示意圖…… 13 圖3-3 水準觀測資料檢核程式執行畫面…………………… 15 圖3-4 2006年第一次潮位站水準檢測工作往返閉合差圖.. 23 圖3-5 2006年第二次潮位站水準檢測工作往返閉合差圖.. 23 圖4-1 一等水準點G003歷年點位分析……………………… 24 圖4-2 一等水準點G046歷年點位分析………………………… 25 圖4-3 一等水準點X202歷年點位分析……….……………… 26 圖4-4 一等水準點G098歷年點位分析………………………… 26 圖4-5 一等水準點1213歷年點位分析………………………… 27 圖4-6 潮位站水準點TG04歷年點位分析……………………… 30 圖4-7 X017-TG04測線歷年點位分析…………………………. 30 圖4-8 潮位站水準點TG05A歷年點位分析……...………… 31 圖4-9 D037-TG05A測線歷年點位分析……..………………. 31 圖4-10 潮位站水準點TG06歷年點位分析……..…………… 32 圖4-11 D050-TG06測線歷年點位分析………..……………. 32 圖4-12 潮位站水準點TG07歷年點位分析……..…………… 33 圖4-13 G003-TG07測線歷年點位分析……….……………… 33 圖4-14 潮位站水準點TG08歷年點位分析……………..…… 34 圖4-15 G046-TG08測線歷年點位分析……….……………… 34 圖4-16 潮位站水準點TG09歷年點位分析………..………… 35 圖4-17 X202-WG01測線歷年點位分析……….……………… 35 圖4-18 潮位站水準點TG10B歷年點位分析…………………… 37 圖4-19 X202-TG10B測線歷年點位分析………………….…… 37 圖4-20 G098-TG11測線歷年點位分析………………….…… 38 圖4-21 潮位站水準點TG11歷年點位分析………….….…… 38 圖4-22 潮位站水準點TG12歷年點位分析………..………… 39 圖4-23 K700-TG12測線歷年點位分析………….…………… 39 圖4-24 潮位站水準點TG13歷年點位分析…………..……… 40 圖4-25 1213-TG13測線歷年點位分析……….……………… 40 圖4-26 潮位站水準點TG14歷年點位分析………..………… 41 圖4-27 K800-TG14測線歷年點位分析…………….………… 41 圖5-1 桃園地區水準樁位沉陷量圖……………..…………… 44 圖5-2 桃竹苗地區下陷速率圖……………………..………… 45 圖5-3 桃園地區衛星影像圖………………..………………… 47 圖5-4 桃竹苗地區已有登記水權的地下水年抽用量…..…… 46 圖5-5 台中地區已有登記水權的地下水年抽用量………..… 47 圖5-6 台中地區衛星影像圖…………………………………… 48 圖5-7 台中地區下陷速率圖…………………..……………… 48 圖5-8 雲林地區下陷速率圖…………………..……………… 50 圖5-9 嘉義東石地區下陷速率圖……………..……………… 50 圖5-10 雲林、嘉義地區下陷速率圖……..…………………… 51 圖5-11 雲嘉地區衛星影像圖………………..………………… 52 圖5-12 雲嘉地區已有登記水權的地下水年抽用量……..…… 53 圖5-13 高雄永安地區下陷速率圖…………..………………… 54 圖5-14 高雄地區下陷速率圖………………..………………… 55 圖5-15 高雄永安地區衛星影像圖…………..………………… 56 圖5-16 高雄地區已有登記水權的地下水年抽用量……..…… 56 圖5-17 屏東嘉和地區下陷速率圖…………………..………… 57 圖5-18 屏東地區下陷速率圖…………..……………………… 58 圖5-19 屏東嘉和地區衛星影像圖…………..………………… 59 圖5-20 屏東地區已有登記水權的地下水年抽用量……..…… 59 圖5-21 桃園地區歷年下陷量圖………………..……………… 60 圖5-22 雲林地區歷年下陷量圖…………..…………………… 61 圖5-23 嘉義地區歷年下陷量圖……………..………………… 61 圖5-24 高雄地區歷年下陷量圖………………..……………… 62 圖5-25 屏東地區歷年下陷量圖…………………..…………… 62

    柳志錫 杜富麗 洪偉嘉，2003，超抽地下水引起之地層下陷問題探討，財團法人工業技術研究院能源與資源研究所。
    單信瑜 羅文俊 陳明城，1999，台灣西部沿海砂質土壤變形對地層下陷之影響，交通大學土木工程研究所。
    彭淼祥 史天元 楊名 劉進金 ，2000，雲林地層下陷高程監測，財團法人工業技術研究院能源與資源研究所。
    黃鎮臺等人，2004，台灣地區地層下陷之監測、調查及分析，財團法人工業技術研究院能源與資源研究所。
    吳東軒，2006，精密水準測量誤差分析-轉點沉陷之探討，國立成功大學測量及空間資訊研究所。
    蘇哲民，2003，TWVD2001一等水準觀測資料之系統誤差分析，國立成功大學測量工程學系。
    馮道偉，黃雲漢，1995，「台灣西部沿海地層壓密沉陷潛能」，第六屆大地工程學術研討會，嘉義。
    杜富麗、歐陽湘，1995，「地陷預測模式COMPAC之應用研究」，地層下陷研討會(IV)論文集。
    中央地質調查所，2006，地震地質調查及活動斷層資料庫建置計畫-活動斷層監測系統計畫總報告。
    經濟部水利署，2006，地層下陷之調查報告書。
    內政部土地測量局，2004，高程基準檢測報告書。
    內政部土地測量局，2005，93年度一等水準網檢測工作報告。
    中央氣象局全球資訊網網站，http://www.cwb.gov.tw/。
    你的地圖網網站，http://www.urmap.com/。
    Bear, J., and Corapcioglu, M. Y., 1981a, "Mathematical Model for Regional Land Subsidence Due to Pumping, 1. Intergrated Aquifer Subsidence Equations Based on Vertical Displacement Only," Water Resources Research, Vol. 17, No. 4, pp. 937-946.
    Bear, J., and Corapcioglu, M. Y., 1981b, "Mathematical Model for Regional Land Subsidence Due to Pumping, 2. Intergrated Aquifer Subsidence Equations for Vertical and Horizontal Displacements," Water Resources Research, Vol. 17, No. 4, pp. 947-958.
    Corapcioglu, M. Y., and Bear, J., 1983, "A Mathematical Model for Regional Land Subsidence Due to Pumping, 3. Intergrated Equations for a Phreatic Aquifer," Water Resources Research, Vol. 19, No. 4, pp. 895-908.
    Jacob, C. E., 1940, "On the Flow of Water in an Elastic Artesioan Aquifer," Trans. Amer. Geophys. Union, Vol. 22, pp. 574-586.

    下載圖示 校內：2008-08-21公開
    校外：2008-08-21公開
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