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打造科技防陷網 記錄微笑地平線水文技術組

  發刊期數:第0240期/ 發布日期:106/08/18

站在高鐵沿線與78號快速道路黃金交叉點,高鐵列車疾行而過,在民國100年時任行政院公共工程委員會的李鴻源主委也望著此處公開表示「如果抽水問題不解決,高鐵恐怕連十年都撐不到」,政府機關各部會通力合作積極運用高科技減緩及控制高鐵「陷」況,在彰化埤頭到雲林土庫、北港的這片長條狀的綠色土地大動脈上,行政院農委會積極推廣沿線的農民種植旱作作物、施作節水灌溉系統、減抽地下水進而減緩地層下陷沉陷的速度,臺灣在地的科技團隊也投入地層下陷的防陷行列,讓研發的技術不只讓電腦會煮花生,更打造令人驚嘆的MIT地層下陷監測網,希望以科技防陷的技術來HOLD住臺灣的地平線。
 

雲林地區地層下陷的前世今生

濁水溪,長長流到大海洋。玉山高,穿過白雲上藍天。」耆老傳唱的歌曲,詞意中緩緩流淌出濁水溪源頭縱覽群山貫穿的豐富林相,順著河床遠眺,群山壑壑,慢慢的沖積出平原的長途旅程。位於濁水溪沖積扇的雲彰兩縣,是臺灣漁米糧倉,長年守護著人民溫飽,但濁水溪下游的彰化、雲林之沿海地區,因位於灌溉末端及土地鹽化等因素,農業發展受到極大限制,民國47年政府決定於雲林開鑿深井250口主要供農業灌溉運用,以解決民生、農業、蔗糖產業及經濟產業發展的高需求用水,老字號媒體《民聲日報》也在當時的新聞上刊載著「開發雲縣地下水源,省府會議通過計畫劃,工程分三期鑿井二百五十口,年增稻穀可達八萬四千公噸」,惟因雲林地區特殊的地質土壤特性,長期的過度依賴及使用地下水資源,導致今日大地沉陷命運。
 

串聯科技防陷網

地底下的無價水金礦,如何有效、快速與精確量測地層下陷的範圍、下陷速率與分析下陷機制進而找出下陷原因,研擬相關防治對策,緩減地層下陷,為水利人員重要的使命之一。
  過去在工業技術研究院擔任研究員的綠環工程技術顧問公司洪偉嘉總經理說:「為有效管理下陷監測資料,行政院自民國84年起陸續推動地層下陷防治相關方案,以降低地層下陷災害對環境與國土之破壞,為精準的掌握下陷區域的各項資料,工研院進而研發多重感測器監測技術,包含GPS固定站、水準測量、地陷監測井、深層水準樁與InSAR等,以強化地層下陷監測資料可信度,其中監控磁環式分層地層下陷監測井(以下簡稱地陷監測井)目前是臺灣獨步的技術,可在同一口監測井中,量測26個不同深度的地層壓縮情形,讓同樣有地層下陷困擾的北京,也希望引進監測設備協助他們觀測,可以更有效率、精準且有規範地執行地層下陷監測作業」。
  臺灣地區地層下陷主要原因之一,「地下水位下降造成土壤內孔隙水壓下降,有效應力上升導致土壤壓縮」,為監控及防治這一個狀況,水利署於彰化、雲林、嘉義、臺南、高雄及屏東等縣市,設置51口的地陷監測井,形成一個科技防陷的防護網,而地陷監測井的監控原理是依據現場鑽探的資料與地球物理探勘的方法,在地層下不同深度土層的分界位置設置磁環,透過量測磁環位置的變化,獲得不同深度的土層壓縮變化量,藉此可依據每月實際量測數據,分析不同深度之地層壓縮量,找出各個地層下陷區主要的壓縮範圍,釐清造成下陷之成因,監測資料更可作為在後續地層下陷防治對策擬定時的重要參考數據。洪總經理解說磁環式分層地層下陷監測井的操作過程也提及「近年水利署透由不同層面的防治宣導,從配合地層下陷區域的地方產業宣導、校園行動劇演出及成果發表會的辦理,將地層下陷防治的教育理念及成果,延伸至學童課堂外的學習並向下扎根,更主動走入地方傳遞並喚醒民眾共同關心地層下陷的課題」。
 

守護者聯盟 記錄地平線

GPS固定站、雷達干涉技術(InSAR)及監測井系統,從空中到地表與地下,同步監控地表與地下的地層與地形變化,雲林在80年的年下陷量都尚達15公分,92年褒忠達12.2公分,經過地表高耗水水井控管,高鐵沿線兩側3公里的黃金廊道旱作獎勵,高鐵最嚴重的土庫段,105年所測得下陷量為5.6公分,監測守護網成果卓越,近期更開發完成湖山水庫供應地面水,未來對減緩地層下陷更有積極正面之作用。然而地層下陷問題,涉及水資源供需、國土利用及產業發展政策,非單一部會所能解決,政府各機關近年積極依雲彰地區地層下陷具體解決方案暨行動計畫朝向「減抽地下水、增供地面水、地下水環境復育及加強管理國土規劃」等四層面著手,希望藉由政府與民間機構的智慧管理及科技防陷技術來HOLD住臺灣的地平線。隨著全球極端氣候影響,極端水文現象越趨明顯,為因應這個現狀,政府於核定「前瞻基礎建設計畫」,其中一大重心即是「水環境建設」,期透過跨部會資源,營造不缺水、喝好水、不淹水及親近水之優質水環境。改善整體大環境,有賴於政府、企業及你我每一個人共同努力,讓我們一起成為守護者聯盟,用實際減抽地下水行動和日常生活節約用水習慣的養成,用微笑來守護及記錄這片土地的美好。

  • MIT的驕傲 地層防陷道具箱的創新