01 地層下陷自記式分層監測機制之研究
 
台灣地區既有51口(水利署50口、漁業署1口)磁環分層式地層下陷監測井,目前仍採用人工方式逐月量測。為提升既有分層監測井之觀測品質及量測效率,本計畫運用現代化科技技術,研發可自動化量測地層下陷分層變形之設施,俾利後續推動建置現有地層下陷定點多土層自動監測系統參考。
 
已完成國內外地層下陷監測技術相關資料蒐集,並彙整各監測技術之觀測方法、特性及優缺點,據以評估既有監測井可行自動化分層量測之機制。於充分瞭解既有分層監測井之量測原理、磁環(DOBOKU 磁環)磁場分布特性及磁場感測方式等機制後,據以研發霍爾元件磁環感測器。透過霍爾效應將磁場強度轉換為電壓訊號之特性,可感測出磁環磁場方向分布變化,推算分層監測井內磁環中心位置,以獲得不同時間磁環之位移變化量,俾利地層下陷時空變化趨勢之掌握。
 
本計畫首先以霍爾元件量測磁環磁場強度,掌握磁環中心處約有2公分線性磁場分佈之特性,並據以評估磁環感測器內霍爾元件應設置數量及空間配置,並擇選抗腐蝕較佳、抗壓性強且較不感磁之銅管做為感測器之機構,目前已研發完成五組自記式磁環感測器。自記式地層下陷量測整體架構主要為依分層監測井內各磁環深度及監測土層變化特性,於特定位置配以對應之磁環感測器,並固定於各深度位置。透過磁環因土層變化而移動,感測器即自動量測、記錄及定期回傳代表磁環位置之訊號,以自動化觀測作業獲致較密集之多土層變動資料。本感測器已完成1公尺及10公尺可視化分層監測井模型之測試作業,可獲得不錯之量測精度。亦已安裝於水利署所建置之現地地層下陷分層監測井(嘉義縣蒜頭國小潭墘分校),持續進行自記式地層下陷之監測作業。