計 畫 名 稱:地下水水位變化與地震的關連性研究(III)
主管單位:交通部中央氣象局(地震)
執行單位:萬能科技大學
執行期間:101年01月~101年12月
年度:101年
核定經費:1,050仟元
計畫主持人:余貴坤
中文摘要:

本研究旨在探討降雨對地下水水位變化的影響模式,研究分為二階段進行,第一階段為探討針對短時強降雨對地下水位需要多少項維納係數以及分析短暫強降雨需要多少項維納係數來模擬地下水位的變化;第二階段利用卡爾曼濾波(kalman filter)以動態方式模擬地下水位受自然降雨之影響,其中狀態函數將取維納係數項作為分析的參數。本文分別取2006,2010年六甲(Liujar)之地下水位與雨量資料,應用迴旋運算模擬短暫強降雨形成的地表雨水荷重對地下水位變化的響應,經測試多種不同的響應函數長度後,發現模擬的水位變化與實際監測的記錄相差不大,但有一些局部的快速水位變化仍無法完全吻合,大部分的分析發現地下水位對於短時強降雨的地表荷重響應是即時且非線性的。對於處理長時間的水位變數紀錄中的降雨效應將利用kalman filter,因此本研究測試多種不同維納係數長度,經繪圖比較並擷取較可靠的響應係數長度。本研究發現取11小時作為為雨量效應延時長度,並以卡爾曼濾波(kalman filter)以動態模擬方式模擬地下水位受降雨之影響。從研究中發現取11小時延時長度的維納係數較能合理的模擬降雨對地下水位的變化,可有效的去除雨量對地下水位的效應。此外亦發現地震前兆,在針對臨近地下水井附近66公里內規模大於6.2的地震,在地震來臨前二星期內,地下水位有鮮明之上升趨勢,並有鮮明的變化,此點值得藉由更多資料分析來強化統計可靠性。

 

關鍵詞:地下水水位變化,迴旋運算,降雨響應,卡爾曼濾波。


重要工作項目:分析地下水位長期變化趨勢型態與地震活動之關聯性並加以歸類,作為地震活動潛勢評估時對地震長期預報之參考。
預期具體成果及效益:1.地下水位對近震源之地震波產生的同震反應型態分佈,可加強震源破裂型態
與過程的驗證。
2.地下水位的震後復原特徵分析,有助於進一步了解地下水系統傳輸特性。
3.分析遠震源的同震水位變化並比對寬頻地震紀錄,可進一步了解地下水層之
振動型態及其與地震波類別之關聯性,並試圖用地下水位的同震變化分析地
層速度變化之可行性。
4.分析與歸類地下水位長期變化趨勢型態並比對地震地點與時間後,可了解地
下水位長期變化趨勢型態與地震活動之關聯性,提供地震長期預報之重要參
考訊息。
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