01 106年度地層下陷防治專案服務計畫
 
 
一、地層下陷防治幕僚技術服務
 
(一)本年度截至本計畫成果報告提送日(12月14日),協助辦理經濟部地層下陷防治推動委員第20次、第21次會議、地層下陷防治工作會報第16次、第17次會議,及經濟部地層下陷防治工作小組105年度第4次、106年度第1次、第2次與第3次會議;同時已參與農委會、內政部及交通部地層下陷防治工作(專案)小組會議及蒐集資料共6場次。
(二)配合水利署召開5場次工作討論會議,研討本計畫各項工作進度及相關內容。
(三)本年度截至本計畫成果報告提送日,已協助並參與彰化縣、雲林縣、嘉義縣、高雄市與屏東縣辦理106年推動小組會議,以掌握地方地層下陷訊息與防治工作動態,並協助彙整提供防治相關資料供參。
(四)協助水利署彙整「雲彰地區地層下陷具體解決方案暨行動計畫」及「地下水保育管理暨地層下陷防治計畫(104~109年度)」至106年第三季之辦理成果。
 
二、地層下陷防治專業技術服務
 
(一)地下水管制區劃定主要因應水利法第四十七條之一修正,增列「地下水資源永續利用」為考量要件之一,引用各觀測水井管理水位值,透過不同燈號顯示實際月平均水位與下限水位間之差異,將「地下水水情」加入評分因子,並對應修正各因子權重,檢討成果合計全台地下水管制區面積4964.51平方公里。另依據地下水管制辦法第二條,增列第一級管制區,合計面積為1235.2平方公里。
(二)「經濟部地層下陷防治行政管理填報系統」之開發,經教育訓練及工作會議後,處理回饋意見、持續更新及後續加強內容,俾使系統以電子化系統導入,更趨便利追蹤管控「雲彰地區地層下陷具體解決方案暨行動計畫」,與「地下水保育管理暨地層下陷防治第2期計畫(104~109年度)」等專案計畫。
 
三、地層下陷監測方法精進需求研析
 
(一)各監測方法空間相關性分析,降低非顯著下陷地區部分水準測線檢測頻率仍可掌握面狀下陷趨勢(空間相關性達0.9以上);以地陷監測井監測成果繪製等值圖(雲林地區),亦可掌握面狀下陷範圍與趨勢(空間相關性達0.8以上)。
(二)各監測方法時間相關性分析,地陷監測井對逐年壓縮變化量之掌握程度隨設置區域不同而有所差異(雲林、屏東地區推測受監測範圍以外深度之壓縮量影響),GPS固定站則無法確實掌逐年壓縮變化量,未來建議嘗試利用多種系統(GPS、GLONASS、BDS)以增加GPS固定站即時地層下陷監測精度。
(三)中科虎尾園區與高鐵雲林車站地區於4至10月(豐水期)間仍持續下陷(下陷量15~24mm),顯示於地陷熱區增加地面水準高程檢測頻率,有助於進一步掌握該地區特定時間內之地層下陷區勢面變化。
(四)以時間相關性分析方法可量化深層樁對於不同深度及不同區域地層間壓縮特性之掌握效益;藉由適當密度地陷監測井監測資料繪製逐月壓縮等值圖,可掌握下陷空間分布變化趨勢,提高其設置效益。
(五)已協助修訂「磁環分層式地層下陷監測井量測作業須知」並於106年8月頒布實施;已研提短、中、長期地陷監測方法策進作為建議供水利署參考。
 
四、雲林地區深層地質壓密潛勢評估
 
(一)完成蒐集及分析雲林地區深層(深度300-500公尺)地質特性分析,搭配超微化石及碳14定年資料做綜合分析,得出年自然因素沉陷量極小,為可忽略或概略扣除的背景值。
(二)完成4口深鑽井(THS-1、THS-8、LF-1及YK-2)(0~-500公尺)之沉積環境分析,THS-1、THS-8及LF-1井主要以濱岸至淺海環境變化為主,YK-2則已靠近山區以陸相沉積為主。
(三)完成5口深鑽井(LF-1、THS-8、PK-2、YK-2及MLN-1)之淡水層底部深部判定,顯示雲林地區之平原區淡水層底部在-550公尺(海平面下500公尺)左右深度,而鹽水層頂部約位於-750公尺(海平面下700公尺)左右,中間漸變層約200公尺厚。
(四)完成雲林南部地區之地下水文分層概念模型延伸(至地下500公尺),在地下300~地下500公尺間,新增四個阻水層(T5~T8)及四個富水層(F5~F8)。
(五)完成探討特定含水地層在淨取水狀態下對於長期地層沉陷之影響。透過以類比鄰近資料,並設定若干情境,進行深層地質之壓縮潛勢初步評析。
(六)數值概念模型設計兩種取水率(200 cmd及800 cmd)進行單層取水模擬,以200 cmd取水率來看, F1~F4富水層分別之地下300公尺以下佔總沉陷量影響比重分別為1.58%、7.68%、17.82%及26.09%。以800 cmd取水率來看, F1~F4富水層分別之地下300公尺以下佔總沉陷量影響比重分別為2.63%、8.92%、23.46%及31.26%。

五、雲彰地區灌溉水井抽水量推估模式與現地驗證


(一)雲彰地區納管灌溉水井抽水量現地量測作業:本項工作總計完成彰化雲林地區46鄉鎮3,191口納管農業灌溉水井現地抽水流量試驗,各鄉鎮水電比初步分析結果顯示,彰雲地區各鄉鎮的平均水電比約介於4.73(m3/度)至17.96(m3/度)間,彰化地區以二林鎮的59.46(m3/度)為最大,二水鄉的1.04(m3/度)為最小;雲林地區則以台西鄉的41.80(m3/度)為最大,虎尾鎮的0.65(m3/度)為最小。
(二)水井抽水量參數矩陣建置:本項工作利用軸對稱三維水井滲流模式探討單井抽水條件下,地下水位、飽和水力傳導度、井徑、井深等因子對水井出水量的敏感度,分析結果顯示地下水位與飽和水力傳導度對水井出水量影響最顯著,其次是井深,而井徑敏感性最低。此外,本項工作利用抽水量、飽和水力傳導度與井徑等三項因子,建立單位為長度的水井抽水參數,該參數與水井抽水時井內動水位洩降量相關係數達到90%以上,可作為推估抽水時井內動水位的依據。
(三)水電比法應用限制檢討:本項工作建立彰化雲林46個鄉鎮的灌溉水井抽水量推估模式,該推估模式水井流量最大誤差值小於20cmh,平均誤差量為5.8cmh,量測流量與推估流量相關係數達到0.7以上。該推估模式應用上主要限制有:
1.水井井徑範圍建議在2~7吋,最大展延至8吋,小於2吋不建議採用。
2.井深以小於30公尺為原則,最大範圍建議在60公尺內。
3.出水管徑以2.5~4吋為原則,管徑超過4吋建議修正為4吋,管徑小於2.5吋則修正為2.5吋,修正後仍可以使用此推估公式。
4.電錶電功率以2~7kW為原則,電錶電功率低於1kW,或大於時10kW,不建議採用本推估方法。此外,本推估方式不採用抽水機馬力,然若電錶電功率缺漏時,建議採用0.746倍的馬力,替代電錶電功率。
5.彰雲地區第一含水層飽和水力傳導度介於0.2~6.9m/hr,此範圍之數值皆可合理採用。
(四)統計2007~2016年複查水井中灌溉水井用途之地下水抽水量,彰化縣灌溉水井年平均抽水量約7.08億噸,雲林縣約8.27億噸,彰雲兩區合計平均年總抽水量約15.35億噸。


六、地層下陷防治工作體檢與建議


(一)蒐集更新地層下陷防治工作背景資料,並比對降雨、地下水水位、水文地質條件及產業發展等影響因子,探討地層下陷顯著地區地層下陷可能成因。完成與彰化、雲林、嘉義及屏東縣府之研商座談及現勘作業,針對下陷成因探討成果提出相關防治建議,俾供主管機關於推動地層下陷防治工作之參據。
(二)完成地下水流模式與地層下陷模式之率定與驗證,完成地層下陷防治措施效益之評估,並分析各情境下抽水對區域地下水環境及地層下陷之影響。模擬結果顯示,依雲彰方案暨行動計畫100年至104年水井實際減停抽水,雲彰地區於112年下陷速率平均可減緩0.3公分/年,最大減緩量約為2.5公分;若配合配合雲彰方案暨行動計畫期程水井停抽,雲彰地區於112年下陷速率平均可減緩0.6公分/年,最大減緩量約為7.8公分。
(三)綜整水準點高程、地陷分層監測井、深層水準樁及地下水位等各項監測資料,顯示地層下陷與地下水位變化有直接之關係。同時,彰化近年下陷情勢於豐枯水期皆有壓縮量;雲林、嘉義及屏東則幾乎都在枯水期下陷。研判應與抽水行為模式有關,即彰化近年下陷顯著地區位於住宅區或鄰近較多工廠(抽水不分季節),其他縣市顯著下陷地區則多為農耕或魚塭區(抽水行為與季節有關)。
(四)相較於較難以掌控之天然因素(如降雨及地質條件),加強人為因素(如抽取地下水)之管控為最直接有效可減少地層下陷之方法。彰雲地區農業水井口數為大多數,建議落實農業用水總量管制,推廣節水灌溉或旱作,及鼓勵農民儘量於枯水期休耕、豐水期耕作。民生及工業用水井口數較少,自來水公司已全面配合依規劃期程進行停抽及減抽,而工業用水水井部份,具水權狀者建請彰雲兩縣政府配合加強稽查管理,未具用水許可者,則依處置原則分年分級處理。