第五章 飽和土層滑動監測場址
5.2 監測配置
5.3.1 地下水位
圖 5.4 至圖 5.7 為各測站之地下水位監測圖,ID 02 與 ID 04 監測 值於乾季為水位較低狀態,偶有降雨,但降雨量或降雨延時未達其入滲 門檻值,水位並無變化,而梅雨季期間,長時降雨使孔內水位升高。
ID03 測站此孔於梅雨季期間,水位僅些微上升,推測因此孔位於道路 下邊破,臨近坡面可快速排水,導致崩積層內水位難以蓄積。ID05 測 站於梅雨季期間水位迅速上升,顯示上邊坡之崩積層內有自由地下水 層且易蓄水,極可能發生因地下水位上升,孔隙水壓增加使土壤強度降 低,導致邊坡滑動。另外因應台 20 線道路下邊坡整治,ID03 水位於
2019/04/15 暫停監測,ID04 水位於 2019/05/20 暫停監測。
圖 5.4 ID 02 地下水位監測數據
圖 5.5 ID 03 地下水位監測數據
5-7
圖 5.6 ID 04 地下水位監測數據
圖 5.7 ID 05 地下水位監測數據
圖5.8 為進行降雨特徵與水位上升統計分析各項參數定義示意圖,
定義開始降雨至地下水位開始變動間的累積雨量為地下水位上升之降 雨門檻值,其時間為雨量門檻延時,地下水位上升速率為水位上升高度 除最高水位時間減水位開始上升時間,最高水位累積雨量指開始降雨 到最高水位之間的累積雨量。本研究將事件相關數據整理成表 5-5.2 與
表 5-3,根據國家災害防救科技中心定義降雨延時 6 小時以內為短延 時降雨,6 小時以上為長延時降雨。
圖5.8 降雨特徵參數定義示意圖
圖5.9 顯示 ID 02 與 ID 04 二者水位上升趨勢相同,水位上升高度 幾乎相同,由此可證明二者為同一岩層地下水層,以下分析皆以 ID 02 監測結果為代表。岩層地下水位變動受累積雨量影響,水位於累積雨量 達70 mm 時開始上升,圖中 2018/06/21 至 2018/06/26 期間雖偶有降雨,
但因降雨量未達變動門檻,故水位並無變化,2018/06/27 至 2018/06/30 之降雨累積雨量稍大,仍僅維持水位高程,直至 2018/07/01 開始降雨 到2018/07/04 期間累積雨量達門檻值,水位開始升高。圖 5.10 為累積 雨量與水位上升高度關係,趨勢顯示累積雨量越大,水位上升越多,但 仍有數個降雨事件落在 95%信賴區間外,而圖中事件四之數據與其他 數據關聯性較低,推測因事件四發生前,前期降雨使土層飽和度上升,
使事件四之降雨能快速滲入地下水層,提升地下水位高度,此外現有資 料顯示,岩層累積雨量與水位上升高度關聯性不明確,兩數值間有其他 因素影響,此為後續可精進之處。
5-9
圖5.9 ID 02 與 ID 04 水位比較示意圖
圖 5.10 岩層累積雨量與水位上升高度關係圖
監測結果顯示,崩積層水位於短延時降雨達60 mm 時水位開始上 升,隨著降雨延時增長,觸發地下水位開始上升之所需累積雨量減少,
延時越長,所需累積雨量越少,如圖 5.11 所示,可以此特性推估降雨 開始後水位開始上升時間。圖 5.12 顯示累積雨量影響地下水位上升高 度,累積雨量越多,上升高度越高,以此可推估崩積層降雨後水位上升 高度。
雨季水位上升速率亦與土層體積含水量有關,因非飽和滲透係數 小與飽和滲透係數,土壤越接近飽和時,水力傳導越快,地表土層含水 量越高,降雨越容易補充地下水層,水位越容易升高。圖 5.13 為分析 地下水位上升速率與體積含水量之關係,結果成高度正相關,顯示地表 的體積含水量對地下水位上升速率有極大的影響,含水量越多上升速 率越大。
圖 5.11 崩積層雨量門檻延時與累積雨量關係圖
5-11
圖5.12 累積雨量與地下水位高度關係
圖 5.13 地下水位上升速率與體積含水量關係
表 5-2 ID 02 降雨事件整理
5-13
事
5-15