張炎銘／抽絲剝繭水偵探

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。

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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。

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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。