原來有種測量叫地層下陷監測—向守護土地資源安全的真心英雄致敬水利故事集

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  發刊期數:第0309期/ 發布日期:2018/12/14

地層下陷測量情景_pic

當你走在馬路上時,尤其是在彰化及雲林地區的鄉間道路,有時會遇到大概是三到五人為一組的工作者,頂著大太陽,頭戴大緣帽,全身裹跟得像粽子似的,只露出ㄧ雙眼睛,或手拿標桿(其實是銦鋼尺),或彎著腰從架在地上類似望遠鏡的儀器(那是水準儀)在那裡左望望右看看。也許你知道這是在做測量,但不問或仔細觀察,是很難知道他們究竟是在做哪種測量,但大部分的人都可能會猜那是地政單位的人出來做土地測量,可是你絕對猜想不到那有可能是經濟部水利署委託執行「地層下陷監測」的一種。

首先,知道什麼是「地層下陷」,還有地層下陷的起因與為害是什麼,才能瞭解什麼是「地層下陷監測」與它的目的。地層下陷在地質學上的分類是屬地質災害的一種,為地層永久變形,是不可恢復的,在臺灣主要是因為超抽地下水所引起,因人為過量的抽取地下水,已超過地下水的天然補注量,導致臺北盆地、蘭陽平原、濁水溪沖積扇、嘉南平原及屏東平原等地區產生程度不一的地層下陷。此外,西南沿海地區除了地層下陷外,還因地下水的超抽而使海水入侵地下水含水層,造成土地鹽化,影響水土資源的保育,更縮減了民眾可利用的土地資源。民國70年代,臺灣省政府由於辦理河海堤加高加強工作時,由河海堤高程測量發現有地盤下陷現象,從此開始辦理地層下陷檢測工作,並設置了簡易的地層下陷觀測井。85年(1996)開始,經濟部又與相關部會共同推動相關防治計畫並滾動檢討。而針對地層下陷較嚴重的彰化及雲林地區,則另擬具體解決方案。

為什麼水利署要長期去做「地層下陷監測」?大家都知道數據會說話,所以把地層下陷地區測量後的分析數據(顯著下陷面積與最大平均下陷速率)作為瞭解地層下陷防治成效的指標之一,是項有感的證據,並藉此做滾動式檢討,才能更進一步提出更有效的防治策略。由於水利署在測量專業上的人力不足,原本有意與全國最專業的測量單位—內政部國土測繪中心合作,但因該中心無法配合須對彰化及雲林等地區每年進行一次大規模測量的需求,以致水利署才轉向委託民間測量專業公司執行,並協助分析地層下陷的測量成果與下陷成因。

據一位資深的地層下陷監測及分析員有感而言地說道:「民國86年(1997)開始工作的第一件事,便是應用數位地圖繪製的方法,繪製地層下陷速率圖與計算下陷面積,從那個時候開始接觸了地層下陷監測及分析這項工作,進一步瞭解整體地層下陷的防治情形,至今剛好是第20年頭。在人生最美好的20年裡,我選擇了與許多同仁一起堅守地層下陷監測與分析這份事業,為的是守護臺灣寶貴的水土資源安全而勤懇工作。」

地層下陷監測方法早期主要是人工的水準測量地層下陷監測井監測。監測設施的設置,從選址及施工到後期的運行與維護管理,每一個環節都必須仔細慎重。選址既要滿足當前監測的需要,還要預測地層下陷的發展趨勢;施工既要考慮環保的影響,還要考慮到施工區域的地質條件,避免施工時發生工安問題;後期運行則要保證設備的完好性及其精準度,也要儘可能降低營運成本,提高綜合利用率。就如一開始所說的,地層下陷監測員經常頂著大太陽,帶着重量超過30公斤的測量設備,一步一腳印走遍每個地層下陷地區,即便揮汗如雨,蚊蟲叮咬,仍堅持精密的量測每個地區水準樁高程變化,並即時完成室內成果分析及圖件繪製等大量工作,其艱辛程度可想而知。

到民國90年代(2001)以後,為提高地層下陷的監測精度,水利署除人工的水準測量地層下陷監測井監測還持續執行外,並陸續採用先進的雷達干涉技術(InSAR)與全球定位系統(GPS)等方法監測地層下陷。前面提過的那位資深地層下陷監測及分析員說:「記得GPS固定站剛在設置時,我們收集了世界各國GPS固定站的設站方式後,綜合各項方法的優缺點與地層下陷的特性,研擬的國內GPS固定站的設置方式。最早的地層下陷GPS固定站設置於90年,至今已穩定服務了16年。同時,針對傳統的地層下陷監測井地下水水位觀測井,由於不斷進行技術研發與改進,由早期的單孔單層發展到一孔多層,由人工測量到世界領先的磁環無線電波感應偵測技術等。為此,地層下陷監測及分析員付出了大量的汗水與智慧。」

在經過20多年的努力,水利署逐步建成了集雷達干涉技術、GPS測量、水準測量地層下陷監測井地下水位站的多元化監測系統,到民國105年(2016)底為止,完成布置全臺3,228公里的水準監測網、150個GPS固定站、50口地層下陷監測井、760口地下水位站及超過100項地層下陷監測的基礎研究成果,完成大量綜合性的監測成果報告及圖件。十餘年來,臺灣的顯著地層下陷面積由90年(2001)的1,529平方公里降低至105年(2016)的106.4平方公里,在保護水土資源方面成效有目共睹。

或許每一位地層下陷監測員,都是最平凡的普通人;但是他們用自己的青春、智慧與汗水,不畏艱難,甘守寂寞,行走的脚步遍布臺灣所有地層下陷地區的每寸土地,用20年乃至更長的時間,無怨無悔地守護這有限的優質水土資源。他們是支撑氣候變遷衝擊下,環境保育、國家發展及民生穩定的安全衛士!他們是用地層下陷監測工作的無限艱辛換回全體國民分享臺灣水土資源永續利用的真心英雄!若路上遇到這些地層下陷監測員,別忘記跟他們說聲「辛苦了!」

資料來源:

1.本文引自『回顧七十 前瞻永續-水利故事集』一書

2.整理自經濟水利署水文技術組提供素材內容。

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