小林村之三維模型之建立

小林村的模型滑動面是參考災前 40×40 公尺 DTM，配合災後航照及現場調 查略作高程修正成災後之滑動面狀態，共計 11,682 個三角面，模型東西長 4,000

公尺，南北長 2,400 公尺，並將 30,000 個半徑 2.66-4.25 公尺的球置放於滑動面 上 (圖 5- 15)。崩塌區的源頭經實地勘察的結果，有新鮮的岩盤出露，崩塌物除 了表層風化物之外，還有深層的岩盤滑動，且深達 60-80 公尺，雖然滑動體於剪 出線位置之滑動體厚度較小，因此模型的厚度設在初步分析時先簡化為 30 公 尺，忽略高程 600 公尺以下的塊體，故崩塌量體約為 10,000,000~15,000,000 立方 公尺；由於小林村事件是由豪雨所誘發，且滑動過程中碎解的岩塊表面上，有很 多已有風化鏽染的跡象，因此分析時，除了將滑動面上的摩擦係數下降外，也將 岩石之間的強度弱化，以符合現場觀察到的岩屑崩瀉 (rock debris avalanche) 之 運動行為；小林村崩塌主要是豪雨所引致，因此在崩塌前，其內部的強度因滲水 等因素而降低，而目前又無小林村附近岩體的相關實驗資料，但由現地的堆積來 看，多屬較鬆軟之岩石，加上岩石非常破碎，因此岩石的參數本研究採取較弱的 頁岩，楊氏模數約為 200 MPa，顆粒的內聚力 50 kPa 作為微觀參數。

在模型中，我們建立了 12 顆的監測，用以監測顆粒的滑行速度與位移 (圖 5- 16)，由監測顆粒的數據，我們可以對整個山崩的崩滑過程做更精細的描述。

5.3.2. 590 高地被錯移之模式

地型修正前的模型是以災前的 40 公尺 DTM 配合野外調查的結果當作滑動 面，在崩塌區域內填入 30,000 個顆粒，滑動路徑不考慮在崩塌過程和上游土石 一起被刮走的部份，結果如圖 5- 17，我們發現大部份的顆粒會在 590 高地

(

圖 5- 18 的 A 點) 附近向北面侵蝕偏轉，僅有少數的顆粒會流入小林村後方 高階地的野溪 (編號 DF006 之土石潛勢溪流)，對小林村村落的直接影響較小，

即使流入旗山溪的土石更為集中，形成的天然壩可能會更高 (圖 5- 17)，在天然 壩潰壩前村民仍可能有足夠逃生的時間。由監測顆的速度變化來看 (圖 5- 19)，

在地形修正前的模擬最快速度出現 37 秒時的顆粒 4，接近每秒 50 公尺 (49.1 m/sec)，而且每個顆粒到達最高速的時間點亦不相同，在高位的顆粒 (顆粒 7-12) 到達最高速度的時間比低位的顆粒 (顆粒 1-6) 要晚些，但除了顆粒 8 和顆粒 9 之外，最高速度都可達每秒 30 公尺以上，甚至接近每秒 40 公尺；但低位的顆粒 除了顆粒 4 之外，其餘的 5 個顆粒最快速度不會超過每秒 30 公尺，顆粒 3 的最 高速度甚至只有每秒 20 公尺左右。速度變化比較特殊的有顆粒 12，在 20 至 40 秒時速度變慢，應該是撞擊後停留在 590 高地附近，但在 60 秒時速度又急遽增 加，應該是脫離 590 高地附近的平台繼續往下滑而加速，速度可達每秒 43 公尺，

在 75 秒時又受到撞擊而使得速度快速下降至每秒 4 公尺。

圖 5- 15：小林村的 PFC 三維初始模型，模型由 30,000 個顆粒及 11,682 個三角 面所組成，顆粒大小介於 2.6-4.25 公尺之間，每個三角面代表一 40×40 公尺的等腰直角三角形地形。

圖 5- 16：監測顆粒的相對位置及滑行路徑圖，顆粒的滑行路徑主要分為三路，

其中、右二路的顆粒流經小林村。

圖 5- 17：小林村山崩之運動過程模擬成果，除了獻肚山之外，若不考慮Ａ點可 以推動滑移的模擬結果；(a)在 40 秒時，只有少數的顆溢流而往小林 村而去；(b)160 秒時，土石會在小林村的北方堆積，可能形成 一個更 高的堰塞湖，但小林村及其東側之高位河階未有明顯的堆積層覆蓋，

此成果與現地之堆積形貌不吻合。

圖 5- 18：小林村災前的三維地形立體圖，A 點為一凸起小高地 (590 高地)，可 阻擋自後方高山位置滑下之崩滑體滑向小林村的路徑，有可能是舊有 的崩積物所組成。

A

圖 5- 19：小林村三維模型在地形修正前模擬之監測顆粒隨時間變化圖，修正前 的顆粒流速最快為顆粒 4 的 49 每秒公尺，反而較上部顆粒為快，上部 顆粒由於路徑較長，受地形的影響，有此有第二次加速的現象 (顆粒 7, 10, 11, 12)。