格密度,Xmax及 Xmin分別代表目前分級項目崩壞網格最大密度及 最小密度。
(2)崩塌影響因子權重計算部分則是由各崩塌影響因子各分級項目彼 此間變異係數加以決定,利用該因子的變異係數與各項因子的變 異係數累加比值加以決定;變異係數及權重定義如下:
%
×100
= Xavg
V
σ
(
n)
i
i V V V
W =V + + +
2 ....
1
其中σ為標準偏差,Xavg為平均值,Vi代表第 i 個因子的變 異係數,Wi代表第 i 個因子的權重值,其範圍介於 0 至 1 之間且 全部影響因子總和為 1。
(3)本研究計畫經蒐集敏督利颱風(2004)~海棠颱風(2005)期間,
臺 18 線阿里山公路段所發生的 375 次邊坡道路崩塌事件並與臺 18 線阿里山公路段基本資料庫5中每 500 公尺里程自然因子資料 相互比對,配合空間分析作業,得到如圖 7-35 臺 18 線阿里山公 路道路邊坡分析網格示意圖,並由不安定指數法中統計概念計算 在此過程中,各崩塌影響因子於邊坡崩塌行為中所佔權重,分析 結果如下所示。
5 資料來源:國立臺灣科技大學營建工程系廖洪鈞教授提供臺 18 線沿線基本自然 環境資料(103 筆)與歷次災損資料(374 筆),供本研究進行不安定指數潛勢 分析作業。
圖 7-35 臺 18 線阿里山公路道路邊坡分析網格示意圖
a.坡度:由表 7.6 坡度因子評分與權重中可看出,道路邊坡基本 上具有隨坡度增加,崩壞機率明顯稱加趨勢;另外,由於變異 係數較大,亦說明由坡度因子各分類等級,可清楚判斷不同等 級坡度對道路邊坡安定與否,在影響程度將看出其差別性。其 次,權重部分亦佔居 5 種崩塌影響因子中第一位,代表坡度在 影響整體邊坡穩定上具有極大影響程度。由上述條件說明可 知,隨坡度增加其道路邊坡崩塌趨勢更趨於明顯。
表 7.6 坡度因子評分與權重
分 級 網格總數 崩壞個數 崩壞百分比 評 分
<25 6 1 16.667 3.700
25~30 12 0 0.000 1.000
30~45 46 13 28.261 5.578
45~55 30 9 30.000 5.860
>55 27 15 55.556 10.000
b.坡向:藉由
表 7.7 坡向因子評分與權重結果說明,在臺 18 線阿里山公路,雖 然坡向朝西及西南向發生崩塌次數最多,但相較於其他坡向,
在崩壞百分比中兩者卻不如此明顯,而以坡向朝東北最為突 出,若觀察其位置,發現該崩塌地區恰位於道路彎折處,因而 造成崩塌明顯產生。另外,由於本因子變異係數及權重與坡度 因子結果相距不大,若以此作為邊坡崩塌破壞評判因子,在破 壞預測上可達到良好成效。
表 7.7 坡向因子評分與權重
分 級 網格總數 崩壞個數 崩壞百分比 評 分
東 15 4 26.667 2.703
西 23 8 34.783 3.928
南 20 7 35.000 3.961
北 5 1 20.000 1.697
東南 13 6 46.154 5.645
東北 4 3 75.000 10.000
西南 28 7 25.000 2.452
西北 13 2 15.385 1.000
(註:*變異係數:54.42011 **權重:0.275)
c.坡型:在表 7.8 坡型因子評分與權重中,由於各坡型於崩壞百 分比中結果大致相同,各分類造成崩塌機率大致相同,導致變 異係數結果相對較小,在邊坡崩塌破壞過程中屬於非主要破壞 因子,因此,各因子中分類無法有效決定出崩塌機率較高地區。
表 7.8 坡型因子評分與權重
分 級 網格總數 崩壞個數 崩壞百分比 評 分
凸嘴型 23 7 30.435 7.524
直嘴型 73 24 32.877 10.000
凹嘴型 25 6 24.000 1.000
(註:*變異係數:15.756 **權重:0.080) d.地盤材料種類:若參照表 7.8 及表 7.9 發現,雖然崩積層及砂頁
岩互層兩種分屬不同屬性岩層,但在崩塌次數上兩者差異並不 明顯,崩壞百分比亦不明顯,造成變異係數及權重上與坡型因 子相差不大,造成崩塌機率較高地區於預測上趨勢將不較明顯。
表 7.9 地盤材料因子評分與權重
分 級 網格總數 崩壞個數 崩壞百分比 評 分 崩積層 65 22 33.846 10.000 砂頁岩互層 52 15 28.846 4.913 填方區 4 1 25.000 1.000
(註:*變異係數:15.174 **權重:0.077) e.地下水滲流情形:在地下滲水因子方面,藉由表 7.10 地下滲水
因子評分與權重發現,因崩壞百分比相差將近一半,造成變異 係數及權重明顯增大,可知該因子在山區道路邊坡崩塌破壞過 程中屬於次要因子。因此,若以此因子作為崩塌潛感區劃定,
對於潛勢預估上有明顯助益。
表 7.10 地下滲水因子評分與權重
分 級 網格總數 崩壞個數 崩壞百分比 評 分
坡面無地下水滲流 4 1 25.000 1.000
降雨時坡面有少量地下水滲流 109 32 29.358 2.569
降雨時坡面有大量地下水滲流 4 2 50.000 10.000
平時有地下水滲流 4 2 50.000 10.000
(註:*變異係數:34.453 **權重:0.174)
本研究計畫經採用國立臺灣科技大學營建工程系廖洪鈞教授提 供臺 18 線沿線基本自然環境資料(121 筆)與歷次災損資料(374 筆)所進行不安定指數潛勢分析之初步結果(圖 7-36)顯示,並緣 於不安定指數法基本概念,將各影響因子權重依各因子間對邊坡崩塌
15.756 15.174
34.453 0.394
0.275
0.080 0.077
0.174
級,即「低危險災害潛感區」、「中危險災害潛感區」、「極高危險災害 潛感區」等三個不同的潛在災害危險分級。經由分析得知,臺 18 線 阿里山公路中屬高危險路段,可供相關公路養護單位作為公路養護、
崩塌地處理、邊坡災害防治及因應措施研擬等基本參考。其空間分析 方法如下所述:
(1)依據上述不安定指數權重分析法,將臺 18 線沿線已調查之 103 筆 基本環境資料(以下簡稱資料點)進行權重分析獲得各調查點之不 安定指數值。
(2)產製已有基本資料之臺 18 線沿線 100 公尺環域範圍之分析網格,各 網格長與寬皆為 40 公尺(以下簡稱分析網格),共計 7,677 個網格。
(3)將資料點進行內插分析,產製 40 公尺內插網格,並與步驟(2)之分 析網格相套疊,平均其不安定指數值,以獲取非位於資料點之分 析網格之不安定指數值。
(4) 將分析網格進行常態分配,設定「低危險災害潛感區」(不安定指 數值 178~378,1,824 個網格)、「中危險災害潛感區」(不安定指數 值 379~510,4,367 個網格)、「高危險災害潛感區」(不安定指數值 511~785,1,486 個網格)三個分級,其成果如圖 7-37 所示。
圖 7-37 臺 18 線危險程度分級圖