天然壩形成預測

除了前面章節 2.2.1 及 2.2.2 各種天然壩形成與穩定性指標，經濟 部水利署(2004)提出預測堰塞湖之建議流程如下圖 2-22 所示，其分析 評估概念主要分三部分：

1. 預測山崩形成天然壩之幾何與力學特徵(與河道特徵有關) 2. 河道特徵分析(包括水文與地文特徵)

3. 天然壩與河道幾何特徵預測與分析成果，與堰塞湖存在之門檻 值進行比較，利用地理資訊系統便於套疊分析之優點，完成堰 塞湖形成與規模之預測。

圖 2-22 堰塞湖形成位置預測建議評估流程圖(經濟部水利署,2004)

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根據圖 2-22，天然壩幾何與力學特徵即是在分析山崩潛勢較高之 區位。應將考慮不同誘因所造成之崩塌潛勢；其崩落土石之不同運動 型態與組成材料之山崩，其對天然壩是否足形成潛能亦有所不同，因 此亦應研判可能之崩塌型式，下一步即應推估可能崩塌量。再依照地 形資料以及推估之崩塌量，進行河道形狀分析並推估其形成之天然壩 幾何形狀。而在河道特徵分析方面勢利用地理資訊系統建立相關資料 庫，進行相關河道特徵分析(包含集水區面積、河道坡度、河道寬、常 時逕流量等)。最後根據天然壩幾何與力學特徵與河道特徵分析之結果，

搭配天然壩形成與存在之規模門檻於地理資訊系統內套疊分析即可得 到潛在形成堰塞湖之區域(摘述自經濟部水利署，2004)。

根據上述方法與流程建議經濟部水利署(2004)以草嶺與九份二山 順向坡為例，試算確認此二處確實易形成堰塞湖，其成果如下表 2-6 及表 2-7 所示。

然而在實際堰塞湖形成情況當中，其他山崩型態岩屑崩滑或土石 流之崩塌也會導致堰塞湖形成，且在運算方面，崩塌量體估計不易，

崩落土石運移與最終堆積型態估計也較難以透過簡單運算得到。

因此可能需要透過之前所敘述之地形指標與河道水文指標描繪出 整個堰塞湖形成潛感之輪廓。

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表 2-6 清水溪草嶺地區堰塞湖形成特徵分析(經濟部水利署,2004) 堰塞湖形成特徵 特徵分析值(921 地震後之實測值) 天然壩

幾何特徵

體積 1.99*10⁸m³ (1.20*10⁸m³) 高度 60~240m(50~110m) 長度 2,700m(5,000m) 寬度 1,400m(600m) 堰塞湖容積 4.6 *10⁷ m³ (4.6 *10⁷m³) 河道特徵 河床坡度 1/40

平均流量 2.3cms 集水面積 162km²

表 2-7 清水溪草嶺地區堰塞湖形成潛勢分析結果(經濟部水利署,2004)

研判項目 分析所得特徵值 建議門檻值

是否超 過規模 門檻 滑動塊體體積 1.99*108m³ >10000m³ 是

天然壩寬度 1,400m <1000m 否 天然壩長高比 11~45 >3 是 河床坡度 1/40 >1/500 是 平均流量 2.3cms <5cms 是

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林務局(2011)針對深層崩塌引致堰塞湖形成進行評估，提出堰塞湖 形成潛勢評估方法，其流程圖如下圖 2-23 所示。

一、山崩潛感分析 (崩塌區位)

三、崩塌土體運動解析 (土體阻塞河道研判)

二、崩塌規模評估 (崩塌量體)

崩塌機制 崩塌深度 崩塌範圍

數值模擬方法 簡化評估公式

淺層崩塌 深層崩塌

阻塞 是否阻塞河道 未阻塞

是否遭水流沖潰 未遭水流沖潰 遭水流沖潰

四、天然壩存留與否評估

形成堰塞湖 未形成堰塞湖

圖 2-23 堰塞湖形成判定流程圖(林務局，2011)

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先是利用崩塌解析方法探討邊坡破壞發生之機制，依照地形特徵、

地質調查、地質鑽探與崩塌條件評估分析估算可能之崩塌規模(範圍及 深度)，並利用簡化公式評估計算崩塌土體之停止條件與運動距離或數 值模擬法分析崩塌運動之過程，模擬邊坡破壞土體起動後之運動及堆 積過程，並以小林村為對象進行驗證，經歷史災害資料驗證顯示，其 判釋方法與模擬分析模式具合理性及適用性(摘述自林務局，2011)。

但由於預測過程中所需之各種因子及相關資料取得較為不易(例如：

崩塌土體平均粒徑、崩塌土體孔隙率等)故若要進行較廣大範圍之堰塞 湖形成潛感預測將會比較難以進行。

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