臺灣博碩士論文加值系統

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。

摘要 ....................................................Ⅰ
致謝 ....................................................Ⅱ
目錄 ....................................................Ⅲ
圖目 ....................................................Ⅴ
表目 ....................................................Ⅶ
第一章 緒論 ...........................................1
1.1 研究動機與目的 .......................................1
1.2 研究區域 .............................................1
1.3 內容架構 .............................................2
第二章 區域背景 ..........................................4
2.1 地理與地質概況 ...................................4
2.2 大屯火山群過去噴發記錄 ...............................5
2.3 監測火山活動的主要方法 ...............................6
2.3.1 地表變形監測 ...................................7
2.3.2 火山氣體的測量 .................................7
2.3.3 地震觀測網的架設 ...............................7
2.3.4 衛星遙測 .......................................8
2.3.5 地溫監測 .......................................8
第三章 地溫監測 .........................................10
3.1 野外實測 ............................................10
3.1.1 研究井之設置 ......................................10
3.1.2 地溫監測系統 ......................................12
3.2 溫度校正 ............................................13
3.3 資料處理 ............................................16
第四章 不鏽綱套管對地下溫度的影響 ....................18
4.1 熱傳遞 ..............................................18
4.1.1 熱傳導 ............................................18
4.1.2 熱對流 ............................................20
4.1.3 熱傳導係數 ........................................20
4.1.4 地溫梯度 ..........................................21
4.2 數值分析軟體簡介 ....................................21
4.3 模型試驗 ........................................23
4.3.1 模型建立 ..................................23
4.3.2 模擬結果 ..................................25
4.3.3 改變套管厚度與井口半徑比例對井下溫度的影響 27
4.4 結果分析 ........................................30
第五章 資料分析與討論 ...................................32
5.1 研究井地下地質概況 ..................................32
5.1.1 菁山 ..............................................32
5.1.2 竹子湖 ............................................34
5.2 監測溫度資料 ........................................36
5.2.1 菁山測站 ..........................................36
5.2.1.1 2004年12月至2005年7月 ..........................37
5.2.1.2 2005年12月至2006年3月 ..........................44
5.2.2 竹子湖測站 ................................48
第六章 結論 .............................................58
參考文獻 ................................................60

中文部分

王文祥，1988，台灣北部大屯火山群之火山地質及核分裂飛跡定年研究，國立臺灣大學地質科學研究所碩士論文，共154頁。

何孝恆，2001，台灣北部地區大屯火山群火山噴氣來源之探討，國立臺灣大學地質科學研究所碩士論文，共80頁。

林正洪，2004，大屯火山群潛在岩漿庫研究：微震監測之初步結果，國家公園學報，14(2)，第103-118頁。

陳肇夏、吳永助，1971，台灣北部大屯地熱區之火山地質，中國地質學會會刊，第14號，第5-20頁。

葉義雄、林正洪、顏宏元、劉啟清、劉忠智，1999，大屯火山區地球物理監測研究，台灣電力公司委託計畫。

經濟部聯合礦業研究所，1969，大屯火山群地熱探勘工作報告之一，共36頁。

經濟部聯合礦業研究所，1970，大屯火山群地熱探勘工作報告之二，共78頁。

經濟部聯合礦業研究所，1971，大屯火山群地熱探勘工作報告之三，共47頁。

經濟部聯合礦業研究所，1973，大屯火山群地熱探勘工作報告之四，共76頁。

英文部分

Chen, K. J., and Yen, Y. H., 1991, Gravity and microearthquakes studies in the Chinshan-Tanshui area, northern Taiwan, TAO, 2,1, 35-50.

Diment, W. H., 1967, Thermal regime of a large diameter: Instability of the water column and comparison of air- and water-filled conditions, Geophysics, 32(4), 720-726.

Keller, G. V., Grose, L. T., Murray, J. C. and Skokan, C. K., 1979, Results of an experimental drill hole at the summit of Kilauea volcano, Hawaii, J. Volcnaol. Geotherm. Res., 5, 345-385.

Larson, K.M., Cervelli, P., Lisowski, M., Miklius, A., Segall, P., and Owen, S., 2001, Volcano monitoring using the global positioning system: Filtering strategies. J. Geophys. Res., 106, 0, 1-12.

Lin, C.H., Konstantunou, K.I., Pu, H.C., Hsu, C.C., Lin, Y.M., You, S.H. and Huang, Y.P., 2005, Preliminary results from seismic monitoring at the Tatun volcanic area of northern Taiwan, TAO, 16, 3, 563-577.

Nougchi, K., and Kamiya, H., 1963, Predicition of volcanic eruption by measuring the chemical composition and amounts of gases, Bull. Volcano., 26, 367-378.

Song, S. R., Lo, H. J., Chen, C. H., Tsao, S. and Yang, J. J., 1992, Cauldron formation and volcanic evolution of the Tatun volcanic group, 4th Symposium Quaternary of Taiwan, 45.

Song, S.R., Tsao, S. and Lo, H.J., 2000, Characteristics of the Tatun volcanic eruptions, north Taiwan: implications for a cauldron formation and volcanic evolution, J. Geol. Soc. China, 43, 361-378.

Song, S.R., Yang, T. F., Yeh, Y. H., Tsao, S. J. and Lo, H. J., 2000, The Tatun volcano group is active or extinct?, J. Geol. Soc. China, 43, 521-534.

Szakacs, A., 1994, Redefining active volcanoes a discussion, Bull. Volcanol., 56, 321-325.

Teng, L. S., Chen, C. H., Wang, W. S., Liu, T. K., Juang, W. S. and Chen, J. C., 1992, Plate kinematic model for late Cenozoic arc magmatism in northern Taiwan, J. Geol. Soc. China, 35, 1-18.

Tilling, R.I., 1989, Volcanic hazards: Short course in geology, volume 1.28th International Geoloical Congress, Washungton, D.C., 123P.

Wang, K. L., Chang, S. L., Chen, C. H., Shinjo, R., Yang, T.F., and Chen, C.H., 1999, Post-collisional magmatism around northern Taiwan and its relation with opening of the Okinawa Trough, Tectonophys., 308,363-367.

Wisian, K. W., Blackwell, D. D., Bellani, S., Henfling, J. A., Normann, R. A.., Lysen, P. C., Förster, A., and Schrötter, J., 1998, Field comparision of conventional and new technology temperature logging system, Geothermics, 27(2),131-141.

Wright, R., Flynn, L., Garbeil, H., Harris, A. J.L ,and Pilger, E., 2004, Near-real-time thermal monitoring of global volcanism, J. Volcanol. Geotherm. Res., 135(1-2), 29-49.

Yang, T. F., Ho, H. H., Hsieh, P. S., Lin, N. J., Chen, Y.G., and Chen, C.H. , 2003,Compositions and sources of fumarolic gases from Tatun volcano group, north Taiwan, J. National Park,13(1),127-156.

Yasuaki, S., and Anthony, W. H., 1997, Temperature changes at depths to 150 metres near the active crater of Aso Volcano: preliminary analysis of seasonal and volcanic effects, J. Volcanol. Geotherm. Res., 81, 159-172.