2024年3月4日 星期一

張炎銘/抽絲剝繭水偵探


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2024/03/04 第5627期
 
精彩內容
 
今日繽紛 張炎銘/抽絲剝繭水偵探
李政霖/流水大道
逗好/寒暑假計畫
 
 
 
今日繽紛
 
張炎銘/抽絲剝繭水偵探
文/張炎銘/聯合報
抽絲剝繭水偵探。圖/奚佩璐

三十多年的公職生涯,千篇一律,並無驚奇。唯有一次,台大地質系的J教授,他如同鯰魚激活一池魚塘,在他的「鯰魚效應」下,提升我們蒐集地下水資料的時間精度,讓我們抽絲剝繭、權當偵探的經驗無法忘懷。

1999年10月25日,J教授帶著學生到黎明新村來找我,希望水利處能提供地震前後的地下水位資料以供研究。

九二一大地震剛過一個多月,水利處忙翻了。但大地震對地質、地震學界卻反而是個難得的好機會。

台灣的地下水開發甚早,明清時期已有淺井及竹管井的記載。日治時期,雖已有機械化井機作業,但尚未有大規模地下水的開發。光復後,台糖公司接收日本人糖業事業,與美國莊士敦國際(Johnston International)公司簽約,共鑿井140口灌溉蔗田,這是台灣大規模機械化鑿井的濫觴。

至於台灣首次建立地下水觀測網,則始自1955年地下水勘測隊,該勘測隊從1959年開始,七年內完成兩吋觀測井354口,每月以人工觀測一次地下水位。地下水經過數十年大量開採、超抽後造成地層下陷嚴重,為掌握好地下水資源,老舊觀測網已不符需求,因此水利處自1992年開始,以十七年時間,完成全新地下水觀測網,而濁水溪沖積扇恰是最優先的地下水區,大地震時已完成約180口可觀測不同深度含水層、每小時一筆資料的觀測井。此套地下水觀測系統不管從觀測站密度還是觀測頻率,可稱得上是全世界最先進的。

政府提供資料,通常是已檢核過、去年以前的資料,況且水利處在每次颱風、豪雨、大地震等事件後,本機關也會分析,我們該這麼早就提供嗎?

費盡心血蒐集的資料無償供他人使用,難免心有未甘,但資料要愈多人使用,愈能彰顯資料的價值,我們因此同意提供。

其實,早在J教授來訪之前,我已指派課內B博士分析地震前後地下水位變異情形。我們發現在車籠埔斷層以西,很多觀測井的水位在地震後劇降,而較西邊、靠海的彰化斷層以西,水位卻劇升。

11月27日,C報報導「九二一前夕,多處地下水觀測井水位異常上升或下降」,教我大吃一驚。該報導重點是「前夕」,也就是說地震前,地下水位已預先反應,並且說水利處要研發地震預警系統。我們知道水位異常變化,但並不確定地下水位有提前反應,也從未想到要由地下水位來預警地震。

我諮詢地質調查所幾位朋友,請教他們看法。一派認為地下水位不可能提前預測地震;另一派則認為地球板塊碰撞、擠壓,在斷層破裂實際產生地震前,可能會先造成水位升降,理論上能提前反應地震。

2000年1月6日年假剛過,J教授又來,他關切資料的正確性,欲到現場了解。數十年來,幾乎沒有人會質疑政府機關資料的正確性。層層檢核送上來的資料,不該有錯,況且該資訊系統已運作十多年,從無問題。J教授是懷疑資料正確性、第一位想到現場了解的人。

B博士分析的報告已完成,已簽報核可付印中。我找來B博士及資深J副工程司,檢討為何地下水位能提前反應。首先想到的是觀測儀器的時鐘是否不準?但一個時鐘誤差三、五分鐘已太超過,數十部觀測儀器不太可能會同時差個四、五十分鐘。

排除時鐘不準後,我們推想是否儀器不良?因此仔細核對每口井的觀測儀器廠牌,發現會提前反應地震的儀器只有兩種,一種是日本的O牌,另一種是美國的T牌。政府採購設備必須公開招標,因此當時地下水位計有五、六種之多,但為什麼只有這兩種儀器會提前反應水位?

我們急急奔赴現場,將整個資料蒐集、轉檔、儲存的程序從頭到尾走一遍,並故意以人為方式,將水位感測器下沉或提升一、兩公尺,以模擬水位突然升降、重現大地震影響。

由於要克服各廠牌資料蒐集、儲存的不一致,我們設計資料存入系統的標準格式是一天0-23小時,得標廠商必須想辦法將資料存入這格式。但O牌原是1-24小時,O牌一點鐘資料轉入系統會變成零點鐘資料,大地震發生於一時四十七分十五點九秒,則地震後兩點鐘時讀取的資料雖記錄於兩點鐘,但轉檔時變成一點鐘,造成地下水位提前反應地震。我們抓到O牌水位計的問題了。

T牌的情況比較奇怪。資料蒐集、轉檔都無問題,但轉檔後印出來的報表卻仍有提前一小時情況,甚至少數幾口井還提前兩小時。我們幾個臭皮匠不明所以,只好找代理商請其聯絡美國原廠協助解決。

T牌水位計可設定每小時取樣頻率,再將平均值寫入記憶體內,也就是可設定資料的「代表性」要如何展現。若每小時只取一筆資料,就以該小時最後一秒資料寫入以代表該小時水位。以地下水相當穩定的特性,用這種方式來代表某小時的地下水位是可接受的。但也因此造成地下水位提前反應地震的錯誤,而少數井會提前二小時是因紀錄器設定與資料蒐集時,用不同版本軟體造成。

由於額外的地震預警需求,讓我們發現過去某些資料有一、兩小時時間差,真是始料未及。

我們除了簽報長官知悉外,並全面更新資料庫,也通知J教授,而我也把剛印好的分析報告直接扔去資源回收。B博士看到扔去回收的報告,一臉尷尬與羞赧。

原始資料若錯誤,再高明的分析也是垃圾。

地震目前仍是無法預測的恐怖天然災害,但認真的學者總想抓住一絲希望去追尋預測的可能。

我會永遠記得這位給我們上一課的鯰魚教授。

李政霖/流水大道
李政霖/聯合報
流水大道。今日登場/李政霖

沒有意外的話,來到橋邊、溪畔會先看見牠們,或聽見旁人呼喊牠們的名。

溪哥、石賓、苦花,牠們是水中忙碌的行人,統領了河溪水體的中樞。溪哥鰭片的隆重華麗、石賓的壯碩、苦花的靈動,是山野清流中的基本視覺。

對這些忙碌的「巡遊者」來說,流水如高速公路,不同屬性的車輛,會占據不同的「車道」,而且是三維的。

成日穿梭在最高層、內側快車道的,大多是溪哥,牠們在此尋找溪床每個角落的昆蟲,無論是生而水棲或不幸落水的;苦花巡遊於中層、中速車道,徘徊於長滿矽藻的塊石間;石賓則活動於兩側航道,葷素不忌,近距離搜索任何可吃的食物。

因為我們是鳥獸之流的陸域獵者,魚只願讓我們看見岩石般灰黃的體背。唯有謙卑俯身向水中領主稱臣,讓臉皮也感受一下魚所感受的水流溫度衝擊或撫觸,魚身側的色彩才會向你示現。

那是給自己同族展演的「上流」時尚,石賓的柵狀條紋展現幾何秩序感,溪哥將蒂芙尼藍的極光帷幕披掛在身,苦花把每片體鱗勾了黑邊,並搭配翻身覓食姿勢,耀出銀光。而我們戴起面鏡下溪的所見所學還有更多。

溪水如無形的跑步機履帶,不斷將一切送往遠方消逝,入侵這「動態領域」的我們,也只能以手腳挽住溪床、塊石藉以固定自己在水下的肉身與思維;而巡遊者們的身與尾,甚至感覺思想,全內建了不間斷的逆游動作,真正融入了流水的「力場」,將「動」的環境轉為「靜」的舞台,於台上自在行游,或神靈般懸浮半空,既動,又不動。

當視覺與觀點漸漸勉強跟上游魚,我們看見,演化史書在此記述的,不只是毛躁忙碌的高速公路,還有巡遊者們億年修悟所得,靜定的「流水之道」。

作者簡介:

李政霖,1981年生於台北。自然科學教育學系畢業,曾任動物園野外調查計畫助理、小學流浪教師、鳥類圖鑑繪者、冷落望遠鏡轉而趴溪者、興趣使然寫作者,現為夢想好好畫一部溪流漫畫之地方爸爸。

逗好/寒暑假計畫
文/逗好/聯合報
女兒揉著眼打著哈欠,見桌上的物品,問:「媽,妳在幹嘛?現在凌晨兩點……」

我停下筆,看著改過幾遍、正謄寫的信,回答:「要送給教室的小孩。」

女兒翻動物品,嚷著:「送我的東西在菜市場買,送他們的在百貨公司買。對他們那麼好,送禮物又寫信!」我解釋:「這是投資。他們不來上課,我會失業。」

那年創業,我在自家客廳開設教室,輔導小孩課業。我將沒助理、沒專業環境的劣勢,翻轉成小班制的自在,獲得幾名家長認同。

學期末寒暑假前,是家長決定小孩下學期去留的時間點。我送出禮物與信,獎勵課業進步者、安慰努力者。信是依照每個孩子性格,熬夜燒腦寫的,期望下學期能見到他們來上課。

收信的小孩,現在已是小大人。想起那些彼此陪伴的日子,此刻彷彿聽見有人喊:「很喜歡老師!」當年的投資沒讓我賺到錢,倒是賺到快樂與肯定。

話題徵文:敗家的節日(此為主題,非文章標題,標題請自訂;徵稿至3月底)

過節,不只要費心安排,更可能傷荷包。哪些節慶是令你燒錢且燒腦的呢?請以「敗家的節日」為題,寫下你的故事寄給繽紛版。

文長350字內為佳,e-mail信件主旨註明作者、標題及「投稿敗家的節日」字樣,全文貼在信件上,並附word(doc)檔,文檔內依序打上標題、作者名、作品全文,稿寄:benfenmonth@udngroup.com.tw

 
 
 
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