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井下超音波孔內造影技術應用於地層下陷監測井健康度評估水利行政組

  發刊期數:第0588期/ 發布日期:113/04/19

政府為掌握地層下陷變化趨勢,目前採用多元監測系統,包括GPS固定站、雷達干涉技術(InSAR)、水準測量監測網、磁環式地層下陷分層監測井(以下簡稱地陷監測井)、深層水準樁地下水位監測站等,分別從空中、地面與地下不同面向,長期監測地層下陷情勢。

在地下監測部分,除了透過地下水觀測井掌握水位變化外,考量地層水文地質條件複雜,不同的地質條件影響著地層下陷變化,水利署(以下簡稱本署)自80年代起陸續設置地陷監測井,在不同深度放置磁環,藉由觀測磁環隨著時間的深度變化,掌握不同深度土層之壓縮變化。然因地陷監測井在經過多年使用後,井體可能因側向土壓導致井孔偏斜,磁環亦可能發生磁力減弱致影響監測結果,本署為掌握既有地陷監測井孔的走向、傾角、磁環位置及磁場強度,透過井下測量(Well logging)方式來檢視地陷監測井之健康度,以釐清地陷監測井功能是否有減損之情形。

井下測量是現今能直接瞭解地面下地層資訊與井孔狀況之唯一直接測量方法,隨著井下測量技術與儀器的進步,目前已可做到井孔資料視覺化的環孔井下造影測量(Borehole Imaging),特別是高解析度超聲波環孔造影(Hight Resolution Acoustic Televiewer, HiRAT) 具有不受地下水質與明暗度影響,能更廣泛適用於富含地下水之井孔中;故本署近年採用超音波造影測量技術,利用傳統井下測錄方式配合超聲波造影探棒,藉由磁力與加速度量測,還原井孔中井壁影像,並確認井孔的方向、傾斜狀況及磁環所在深度與磁場強度,以進行地陷監測井健康度評估(作業原理及現場施測狀況詳如圖一、二),而該檢測及評估結果將作為後續地陷監測井維護或汰舊換新之參據,以確保地陷監測井功能之正常運作。