地震前兆觀測-地下水位觀測系統

前言：
　　影響地下水水位變化的因素包含了構造及非構造因素(地潮、大氣壓力、降雨與人為補注)等影響，非構造因素可經由理論與觀測值推算所扣除，而剩餘的構造因素則是因大地構造應力產生岩體體積的應變，而使孔隙水壓變化，進而反應在含水層地下水位的變動。岩體受應力作用時，產生主破壞或主斷層再次活動前，會有微裂隙發育，導致岩體孔隙率與滲透率改變，因而改變岩體中岩體中地下水位隨應變量增加之背景趨勢，所以利用地下水之觀測將有助於地震前兆之掌握。

測站分佈與現況：
　　中央氣象局在配合行政院國家科學委員會「地震及活斷層研究」的跨部會重大科技計畫下，與經濟部水利署所負責之「地震發生前後地下水位異常之研究」計畫合作地下水位變化與地震前兆相關性之研究，預計至2005年底，陸續完成16口觀測井之建置，以連續紀錄方式持續觀測大氣壓力、雨量、水溫、氣溫與地下水位相關性，藉以建立地下水位變動相關的研究參數，以利排除非地殼構造因素作地震前兆偵測的研判。

　　圖一為目前完成建置觀測站之位置(8口井)，與氣象局即時雨量站位置，由於雨量為影響地下水位變動較大的變數，因此雨量的資料有利於扣除氣象因素的影響。

(圖一、地下水位觀測站分布圖)

　　圖二為目前興建8口地下水位歷時圖(2004.01~2004.04)，由於每個測站地質情況、氣象與人為影響因素不同，必須做不同的判斷才能作為地震前兆的判讀，目前水利署的紀錄為2分鐘1筆紀錄資料，由於資料為每月提供上個月資料，為了提高地震前兆偵測的時效與精確性，已規劃陸續將地下水位站(人為影響因素最小與地質條件佳)做每秒1筆紀錄的即時水位監測。

(圖二、8口井之地下水位歷時圖)

即時地下水位觀測站：
　　 2004.03於花蓮測站安裝即時水位紀錄，直接將資料即時傳輸於氣象局，可以直接對資料做即時的判斷與偵測。

(圖三、花蓮測站外觀及設備圖)

　　地下水位能否反應構造因素變化，在興建水井站前水文地質條件甚為重要，需嚴格篩選。花蓮測站為一良好的封閉環境能夠反應出地殼的微小變動。

(圖四、花蓮測站地質剖面圖)

地下水位觀測架構與資料分析：

(圖五、地下水位觀測架構與資料分析圖)

地下水位異常紀錄：
　　花蓮測站為一良好的封閉水層，從之前的觀測資料研究中發現不易受氣象因素(大氣壓力、雨量)的影響，但會明顯反應出潮位的變動，因此利用預測潮位資料便可以做短期預測地下水位變動的情形，目前以一天為時間單位判斷水位在地震發生前是否有異常現象，從紀錄發現在地震發生前地下水位確有不規則的變動情形，由於目前觀測的時間尚短，仍需資料的累積以作進一步的探討與研究。

(圖六、地震與地下水位變化關係圖)

(圖七、93年5月13日地震與地下水位變化關係圖)

(圖八、93年7月9日地震與地下水位變化關係圖)