花蓮米崙斷層地下水整合觀測與斷層活動機制探討

本研究於米崙斷層北段建置地下水整合觀測系統(簡稱米崙井)，進行斷層帶高頻(200Hz)分層封塞式光柵水壓計、高解析度(10^-4 °C)溫度計與連續水化學整合觀測系統之建置。並與中央氣象局於米崙斷層南段建立的花蓮地震地下水觀測井(簡稱花蓮井)資料，以及中研院MiDAS計畫之地震觀測系統搭配，希望能探討花蓮米崙斷層之地震活動與地震前兆訊號機制。本研究內容概分為米崙井觀測與花蓮井分析兩部分。米崙井於2021年12月完成500公尺4吋井體設置與5段開篩，2022年9月加深至543公尺並增加最底部開篩。整合觀測系統則持續進行相關試驗與整合研究。整合系統於2023年5月進行第一次安裝，但遭遇設備損壞問題，於2023年8月重新安裝光柵水壓計與地球化學取樣系統，高解析度溫度計纜線因損壞嚴重需重新製作，將於後續再進行處理與重新安裝。初步觀測資料顯示，816花蓮近海規模4.7地震，於花蓮井觀測到約3 cm水位變化，於米崙井約350、420與460公尺三深度皆觀測到約5 cm的同震水位變化，但160公尺位置則無顯著變化。該資料顯示，水位變化應主要來自含水層系統受地震波擾動所引起，而非井內水體振盪作用；200Hz之封塞水位明顯反應地震波的高頻特性，花蓮井1Hz之開放式水位系統則無法偵測高頻震波訊號。花蓮井地震空間敏感度分析中，本研究蒐集台灣地區芮氏地震規模5.0以上共461個地震案例，發展同震水位計算程式，估算每個地震事件對花蓮井的躍變型同震水位變化量，並以3 mm做為門檻，繪製地震反應空間分布圖。結果顯示，東北部地震對花蓮井皆無顯著影響；造成花蓮井水位顯著上升案例主要分布在鄰近地區，顯著下降案例則呈現北北東走向分布；輕微上升地震主要在花蓮井以南，輕微下降地震在花蓮井東方與台灣山區有較多案例；躍變型同震水位變化量隨震源距離下降，但與地震規模無顯著相關性。