大屯火山群井下溫度監測研究

Abstract

本研究配合經濟部中央地質調查所於大屯火山群區域內菁山及竹子湖分別鑽探一口深度約200公尺，井口直徑約13公分之地熱研究井，並置放自行研發的多頻道溫度量測系統於井內，目的為建立大屯火山群之基礎地溫資料，以便未來探討火山活動的可能性。 為探討研究井之不鏽鋼套管對地層溫度是否造成影響，本文使用有限元素法軟體ANSYS建立熱傳導模型，經模擬結果顯示目前使用之不鏽鋼套管對地層溫度影響最大誤差僅0.046%，可忽略不計，實地量測之溫度值可代表井內真實溫度。 兩測站的觀測資料顯示：菁山測站井下溫度變化，除了深度1公尺處之溫度有些微的日週期變化外，其餘均無顯著週期性變化，顯示氣溫的日變化影響很小。由於岩性因素以及套管與地層間的水泥工程不完善，63公尺以上溫度受降雨影響，變化較大，約1.94 ~2.79℃；而93公尺以下變化幅度僅0.01 ~ 0.08℃，可能為套管與地層間水泥裂隙已被降雨時所帶來的泥屑或岩屑密封，使雨水不易向下滲透，較可以反映出真實的地溫變化。深度153 ~ 168公尺之熱流值有隨時間增高之趨勢，直到2006年1月29日溫度才逐漸趨於穩定，變化幅度約有7.01 mW/m2。 竹子湖測站僅地表氣溫受氣候日週期變化影響，井內溫度皆無顯著週期性變化，溫度變化幅度除了3、13、138公尺處約5.914、0.287℃和0.249℃外，其他深度的溫度變化皆在0.09℃以內，且皆不受降雨影響。測站深度153 ~ 188公尺之熱流值，自監測開始便逐漸隨時間增高一直至2005年5月24日，之後開始有下降的趨勢，到了2006年4月26日後，又開始隨時間逐漸上升，整體變化幅度約有8.08mW/m2。