山崩雨量門檻率定方法與流程

藉由歷史山崩事件歸納中可發現，山崩災害常見於高降雨強度或高累積 雨量兩種參數之組合下所誘發，顯示僅考量單一雨量累積值作為外部輸入因 子，容易造成降雨量不高卻仍然發生山崩事件之疑慮。為了詳加考慮降雨強 度(I)與累積雨量與山崩事件發生之關係(R)，本計畫嘗試將 4 年計畫執行期間 所有現地山崩調查點之雨量進行綜合分析，結果顯示 3 小時平均降雨強度(I₃) 與 24 小時累積雨量(R₂₄)較易引致區域性之山崩災害發生(詳 5.5 節)，其代表 之意義分別為短延時降雨及長延時降雨對山崩災害發生之影響，因此挑選此 兩參數納入本章山崩雨量門檻值率定之試作應用。

目前國際上常用之山崩雨量門檻大多係將所有蒐集到的資料繪製於其 所使用的 I-D、E-D、I-R 等圖中，然而不同災害規模其所對應的山崩雨量門 檻亦應有其區別，故本計畫之山崩雨量門檻率定將結合前段所述之 I3、R24

雙指標來輔助山崩發生機率之判定，並考量山崩災害發生的規模進行分類，

最後結合危險度矩陣的概念給定警戒燈號，以進行山崩雨量門檻的劃設，詳 細方法與流程請見下節。

7.2 山崩雨量門檻率定方法與流程

如上節所述，本計畫之山崩雨量門檻以 I₃、R₂₄為指標，考量山崩災害規 模、山崩災害發生機率等進行劃設，並依據危險度矩陣之概念給定警戒燈號，

以下將分項說明之。

7.2.1 山崩雨量門檻降雨指標訂定

本計畫所使用之山崩雨量門檻降雨指標包含短延時降雨指標及長延時 降雨指標兩項，根據統計分析結果(詳 5.5 節)及相關文獻探討，本計畫選定 3 小時平均降雨強度(I₃)為短延時降雨指標，並選定 24 小時累積雨量(R24)為長

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前時間往回推 3 小時、24 小時計算(圖 7.2-1)。

圖 7.2-1 山崩雨量門檻降雨指標計算方法

7.2.2 山崩災害規模分類

本計畫係以「斜坡單元崩塌率」進行山崩災害規模之分類，依據各區域 山崩特性及其斜坡單元崩塌率分布概況，將災害規模分為「第一類-高崩塌率」

、「第二類-中崩塌率」、「第三類-低崩塌率」。斜坡單元崩塌率之計算方式如 下述公式：

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斜坡單元內之崩塌面積

斜坡單元崩塌率 ＝ ×100% 式 7.2-1 斜坡單元總面積

利用上述公式可針對已發生過山崩之斜坡單元進行其分類評估，然而對 於尚未發生災害之斜坡單元，因並無山崩目錄等相關資料，因此無法得知其 可能之規模分類。為解決此問題，本計畫首先利用既有資料，嘗試建立斜坡 單元崩塌率與其山崩潛勢之關係。以臺灣中部地區之資料為例，圖 7.2-2 中 各資料點係以山崩潛勢值 0.05 為區間，計算各區間內前 2 個標準差樣本之斜 坡單元崩塌率，其意義為該潛勢範圍內可能之最大崩塌率，係一較為保守之 評估方法。利用此關係式，本計畫得以利用尚未發生崩塌之斜坡單元的山崩 潛勢值，推測其災害發生的可能規模。以臺灣中部地區之分析結果為例(表 7.2-1)，臺灣中部地區的斜坡單元若山崩潛勢值在 0.8445 以上，其發生斜坡 單元崩塌率 0.25 以上山崩災害之可能性較其他斜坡單元為高，因此將其劃分 為「第一類-高崩塌率」；若山崩潛勢值在 0.5149 以下，其發生斜坡單元崩塌 率 0.10 以下山崩災害之可能性較其他斜坡單元為高，因此將其劃分為「第三 類-低崩塌率」；山崩潛勢值介於 0.5149 ~ 0.8445 之間的斜坡單元，則劃分為

「第二類-中崩塌率」，後續亦將以此分類各自率定其山崩雨量門檻。

圖 7.2-2 斜坡單元崩塌率與山崩潛勢值之關係

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表 7.2-1 臺灣中部地區山崩災害規模分類表 斜坡單元崩塌率 山崩潛勢值 山崩災害規模分類

0.30 0.9101 0.8445 ~ 1.0000 第一類-高崩塌率 0.25 0.8445

0.20 0.7643 0.5149 ~ 0.8445 第二類-中崩塌率 0.15 0.6608

0.10 0.5149 0.0000 ~ 0.5149 第三類-低崩塌率 0.05 0.2655

7.2.3 山崩災害發生機率

本計畫係以 3 小時平均降雨強度(I₃)及 24 小時累積雨量(R24)為降雨指標 進行災害發生機率之率定。如圖 7.2-3所示，縱軸為 I₃，橫軸為 R₂₄，將本計 畫調查所得之災害案例資料繪入圖內後，先以最小平方法求得最佳回歸線，

並以該回歸線之斜率作為橢圓形之 x 軸、y 軸的 a、b 參數，並利用橢圓大小 對歷史災害的涵蓋百分比做為雨量門檻率定之界線。舉例而言，90%山崩雨 量門檻線代表在該降雨條件下，有 90%之歷史災害案例發生崩壞，意即若降 雨較此門檻更強時，極有可能造成該降雨區域發生山崩災害。本計畫亦設定 90%、60%、30%等機率作為高發生率、中高發生率、中發生率、低發生率 之門檻，藉此作為警戒發布之參考。

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圖 7.2-3 山崩雨量門檻率定方法

7.2.4 警戒燈號設定

本計畫同時考慮災害發生之規模以及災害發生之機率，並結合危險度矩 陣之概念給定警戒燈號。如表 7.2-2 所示，第一類山崩因其可能之崩塌率較 高，災害之規模以及影響層面皆較大，因此當其發生機率大於 60%時即顯示 為紅色(高危險等級)，若災害發生機率介於 30% ~ 60%時則顯示橙色(中高危 險等級)，若災害發生機率低於 30%時則顯示黃色(中危險等級)，更低時則以 綠色顯示(低危險等級)。第二類山崩其可能之崩塌率次之，影響層面也次之，

故設定當其發生機率大於 90%時顯示為紅色，60% ~ 90%時顯示為橙色，30%

~ 60%時顯示為黃色，低於 30%時顯示為綠色。第三類山崩其可能之崩塌率 較低，影響層面最小，可能僅為公路邊坡之小型坍方或少量土砂流出，因此

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時以綠色顯示。

表 7.2-2 山崩雨量門檻警戒燈號表

高發生率 (>=90%)

中高發生率 (>=60%)

中發生率 (>=30%)

低發生率 (<30%)

第一類-高崩塌率 高危險等級 高危險等級 中高危險等級 中危險等級

第二類-中崩塌率 高危險等級 中高危險等級 中危險等級 低危險等級

第三類-低崩塌率 中高危險等級 中危險等級 低危險等級 低危險等級