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地下水位的同震擾動與地震紀錄之關聯性研究

Study of the Groundwater Level Co-seismic Fluctuations Correlated to Seismic Records

余貴坤 張健財 江準熙

萬能科技大學營建科技系

中央氣象局

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探討主題

研究進行兩個問題的探討：

第一個問題是地下水位的同震擾動初動極性（上動或下動）是否與由地震紀錄求得之震源機制解一致？

第二個問題是地震波經過時引發的地下水層孔隙水壓變化型態是上下的垂直振動還是前後左右的水平振動？

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地下水觀測井與地震震央分布圖

選用的7個發生在台灣附近規模6.0以上的地震紀錄

與中央氣象局建置的6口地下水觀測井資料

紅色圓圈為地震震央位置

綠色三角型為水井位置。

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水位初動

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震源機制圖

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結果討論

發現除了2006年12月26日發生在台灣南部恆春外海的2個地震外，其他5個地震

地下水位的同震擾動初動上下極性都與震源的壓縮與拉張機制解相當一致，

這2個恆春地震而言，雖然結果並不一致，但各水井的投影位置都很接近震源機制解的壓縮與拉張象限邊界，

將震源機制解稍微調整，在比對上也都可大致符合（圖3）

顯示地下水位的同震擾動可視為一種長週期的地震紀錄。

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第二個問題

地下水層孔隙水壓變化型態是上下的垂直振動還是前後左右的水平振動？

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Japan 311 Earthquake

選取2011年3月11日發生在日本東北海域的超大地震

震央：142.37E, 38.32N，規模：8.9引發位於雲林縣的東和測站

位置：120.56E, 23.67N，震央距離2629.5公里的水位同震擾動紀錄

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地震引發的水位擾動將比地表振動的振幅稍大且相位也落後些，

把水井與寬頻站的震央距離差造成的時間差修正相位

波速採3.0 km/s，再進行波形比對（圖5），仍是難以分辨在Z與SH兩分量中，

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作各種資料的頻譜分析及濾波處理（Dziewonski et al., 1969, 處理程式取自Herrmann, 1978）

求得各群速頻散曲線後再比較時（圖6）則可發現Z分量（雷利波）的群速頻散曲線與水位的同震擾動分析結果較相近

與Liu et al. (2006)的結論大不相同，

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Sumatra Earthquake

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Conclusions

2006年12月26日發生在台灣南部外海的2個恆春地震外其他5個地震都幾乎一致，且就這2個恆春地震而言，雖然結果並不一致，

但各水井的投影位置都很接近震源機制解的壓縮與拉張象限邊界，

若將其震源機制解稍微調整，在比對上也都可大致符合.

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研究分析2011年3月11日發生在日本東北外海的大地震（規模8.9）引發東和地下水觀測站（DON）的水位同震擾動資料與水井附近的寬頻地震測站（SSLB） 紀錄進行頻譜分析，

並比對地下水位的同震擾動波形及群速頻散曲線與雷利波的垂直分量（Z-component）及洛夫波的水平分量（SH-component）分析結果，以波形

比對而言，兩者差異不大

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群速頻散曲線與水位的同震擾動分析結果較相近，此現象與Liu et al. (2006)的結論大不相同，不過此現象僅是一筆水位同震擾動資料的比對而已，尚不能就此認定，更多資料的分析比對仍須進行

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