崩壞現象敏感度評估

崩壞敏感度(susceptibility)評估時，歷史崩壞紀錄常與當地的地層、構造、地 形、水文情況、植被、氣候有關(Chan & Chan,2005)。故依據崩壞歷史案例選取 孕災因子加以疊圖評估，採取方法為不安定指數法評估崩塌、地滑、土石流敏感 度(林書毅，1998；許煜煌，2002；趙振平、高玉錠，2006、2007)。

一、 崩塌敏感度評估

將道路距離、河流距離、土地利用、坡向、岩層、高程、坡度、斷層距離八 個影響崩塌變數分級，計算各變數分級後的網格數，以及各變數所佔崩塌網格 數，求取崩塌網格密度後，再利用式(3)求取危險評分，如表 3-1 至表 3-8。再依 佔總崩塌發生率一欄的值求出各變數變異係數，最後將各變數變異係數加總，帶 入式(5)得各變數權重值。

表3- 1 崩塌與道路距離變數的評分與權重

分級 分級網格數 崩塌網格數 崩塌網格密度 佔總崩塌發生率 危險評分 50m 以內 188199.00 15.00 0.000080 78.12% 10.00 50-100m 134400.00 3.00 0.000022 21.88% 3.52 100m 以上 1509734.00 0.00 0.000000 0.00% 1.00 總和 1832333.00 18.00 0.000102 100.00%

變異係數 81.12

*佔崩壞發生率=(分級崩壞網格密度/總崩壞網格密度) 100%，再利用式(3)求取各 分級之危險分數。

表3- 2 崩塌與河流距離變數的評分與權重

分級 分級網格數 崩塌網格數 崩塌網格密度 佔總崩塌發生率 危險評分 50m 以內 167780.00 5.00 0.000030 48.11% 10.00 50-100m 187040.00 5.00 0.000027 43.15% 8.87 100m 以上 1477513.00 8.00 0.000005 8.74% 1.00

44

45 234-370.95m 16601.00 4.00 0.000241 72.96% 10.00 370.95-710.30m 160364.00 11.00 0.000069 20.77% 3.56 710.30-884m 144953.00 3.00 0.000021 6.27% 1.77 884m 以上 1510327.00 0.00 0.000000 0.00% 1.00 0°-22.17° 314780.00 4.00 0.000013 30.74% 6.42 22.17°-45.12° 1327056.00 10.00 0.000008 18.23% 4.21 45.12°-68.08° 189574.00 4.00 0.000021 51.04% 10.00 68.08°以上 835.00 0.00 0.000000 0.00% 1.00 總和 1832245.00 18.00 0.000041 100.00%

變異係數 74.34

表3- 8 崩塌與斷層變數的評分與權重

分級 分級網格數 崩塌網格數 崩塌網格密度 佔總崩塌發生率 危險評分 1000m 以內 595616.00 14.00 0.000024 67.75% 10.00 1000-2000m 386266.00 3.00 0.000008 22.39% 3.97 2000-3000m 292280.00 1.00 0.000003 9.86% 2.31 3000m 以上 558171.00 0.00 0.000000 0.00% 1.00 總和 1832333.00 18.00 0.000035 100.00%

46

變異係數 103.70

表 3-1 至表 3-8 中，各變數最高評分分別為：道路距離 50m 內、河流距離 50m 內、土地利用以道路、坡向以南向、岩層以沖積層、高程以 234-370.95m、

坡度以45.12°-68.08°、斷層 1000m 內為最高得分，也是最敏感地區。

利用 GIS 呈現崩塌各變數分級在研究區分布範圍，每一個變數危險評分介於 1-10 之間，如圖 3-1 至 3-8 所示：

圖3- 1 土地利用變數崩塌敏感度圖 圖 3- 2 斷層變數崩塌敏感度圖

圖3- 3 坡向變數崩塌敏感度圖 圖 3- 4 河岸距離變數崩塌敏感度圖

47

圖3- 5 高程變數崩塌敏感度圖 圖 3- 6 道路變數崩塌敏感度圖

圖3- 7 斷層變數崩塌敏感度圖 圖 3- 8 岩層變數崩塌敏感度圖

將各變數依不安定指數法評分後，計算佔總崩塌發生率的變異係數並加總，

再依各別變數的變異係數除總變異係數，求得各變數權重值。如表3-9 所示，影 響崩塌發生的原因以岩層權重值最高，土地利用次之，高程更次之；而河岸距離 與坡度權重值相對較低，顯示崩塌在此二變數分級中所佔崩壞發生率差異不大所 導致。最後，各變數權重以指數表示之後，再將各變數相乘，便是崩塌敏感度圖，

如圖3-9。崩塌敏感度地圖分數介於 1-10 之間，再依照標準偏差方式分為五級，

分別為 2.9737-9.6512(極高敏感度)、2.4684-2.9737(高敏感度)、1.9631-2.4684(中 敏感度)、1.4577-1.9631(低敏感度)、1.1028-1.4577(極低敏感度)。

48

表3- 9 影響崩塌變數的權重順序表 崩塌潛感因子 變異係數 權重 順序 岩層 214.73 0.2314 1 土地利用 188.71 0.2034 2 高程 114.78 0.1237 3 斷層 103.70 0.1118 4 坡向 85.26 0.0919 5 道路距離 81.12 0.0874 6 坡度 74.34 0.0801 7 河岸距離 65.21 0.0703 8 總和 927.88 1.0000

圖3- 9 新竹縣五峰鄉、尖石鄉崩塌敏感度圖

49 50-100m 134400.00 1318.00 0.009807 31.89% 1.00 100m 以上 1509734.00 14862.00 0.009844 32.01% 1.26 總和 1832333.00 18270.00 0.030756 100.00% 1 變異係數 5.88

表3- 11 地滑與河流距離變數的評分與權重

分級 分級網格數 地滑網格數 地滑網格密度 佔總地滑發生率 危險評分 0-100m 358400.00 6001.00 0.016744 37.12% 10.00 100-200m 310180.00 3915.00 0.012622 27.98% 6.39 200-300m 281756.00 2618.00 0.009292 20.60% 3.48 300m 以上 885577.00 5716.00 0.006455 14.31% 1.00 草生、崩壞地 35673.00 15781.00 0.442379 96.32% 10.00 總和 1830082.00 18020.00 0.459299 100.00%

變異係數 213.74

表3- 13 地滑與坡向變數的評分與權重

分級 分級網格數 地滑網格數 地滑網格密度 佔總地滑發生率 危險評分

50

石底層岩、白冷層 234975.00 2517.00 0.010712 10.53% 5.94 北寮層 71141.00 251.00 0.003528 3.47% 2.04 670.72m 以下 148290.00 1007.00 0.006791 14.92% 1.61 670.72-1304.76m 587391.00 8727.00 0.014857 32.63% 10.00 1304.76-1621.79m 336226.00 3836.00 0.011409 25.06% 6.41 1621.79-1938.81m 319843.00 1985.00 0.006206 13.63% 1.00 1938.81m 以上 440469.00 2759.00 0.006264 13.76% 1.06

51

總和 1832219.00 18314.00 0.045527 100.00%

變異係數 38.11

表3- 16 地滑與坡度變數的評分與權重

分級 分級網格數 地滑網格數 地滑網格密度 佔總地滑發生率 危險評分 17.7182°以下 174133.00 844.00 0.004847 5.83% 1.06 17.7182°-28.5946° 446343.00 2037.00 0.004564 5.49% 1.00 28.5946°-39.4710° 731716.00 5519.00 0.007543 9.07% 1.59 39.4710°-50.3474° 416188.00 6722.00 0.016151 19.43% 3.29 50.3474°以上 63839.00 3193.00 0.050016 60.17% 10.00 總和 1832219.00 18315.00 0.083121 100.00%

變異係數 103.55

表3- 17 地滑與斷層變數的評分與權重

分級 分級網格數 地滑網格數 地滑網格密度 佔總地滑發生率 危險評分 1000 以內 595616.00 6635.00 0.01113973 28.35% 10.00 1000-2000m 386266.00 3088.00 0.00799449 20.34% 1.00 2000-3000m 292280.00 2961.00 0.01013070 25.78% 7.11 3000m 以上 558171.00 5600.00 0.01003277 25.53% 6.83 總和 1832333.00 18284.00 0.03929768 100.00%

變異係數 11.62

表 3-10 至表 3-17 中，各變數最高評分分別為：道路距離 50m 內、河流距離 100m 內、土地利用以草生與崩壞地、坡向以西北向、岩層以澳底層、高程以 670.72-1304.76m、坡度以 50.34°以上、斷層 1000m 內為最高得分。

利用 GIS 呈現地滑的各變數分級在研究區分布範圍，每一個變數危險評分介 於1-10 之間，如圖 3-10 至 3-17 所示：

52

圖 3- 10 斷層變數地滑敏感度圖 圖 3- 11 土地利用變數地滑敏感度圖

圖 3- 12 坡度變數地滑敏感度圖 圖 3- 13 河流距離變數地滑敏感度圖

圖3- 14 高程變數地滑敏感度圖 圖 3- 15 道路變數地滑敏感度圖

53

圖3- 16 岩層變數地滑敏感度圖 圖 3- 17 坡向變數地滑敏感度圖

將各變數依不安定指數法評分後，計算佔總地滑發生率的變異係數並加總，

再依各別變數的變異係數除總變異係數，便求得各變數之權重值。如表 3-18 所 示影響地滑發生的原因以土地利用所占權重最重，坡度次之，岩層更次之；而道 路距離與斷層之權重值相對較低。最後，各變數權重以指數表示之後，再將各變 數相乘，便是地滑敏感度圖，如圖 3-18。地滑敏感度地圖分數介於 1-10 之間，

再 依 照 標 準 偏 差 方 式 分 為 五 級 ， 分 別 為 3.4721-9.771( 極 高 敏 感 度 ) 、 2.8547-3.4721(高敏感度)、2.2373-2.8547(中敏感度)、1.620-2.2373(低敏感度)、

1.0695-1.620(極低敏感度)。

表3- 18 影響地滑變數的權重順序表 潛感變數 變異係數 權重 順序 土地利用 213.74 0.4071 1 坡度 103.55 0.1973 2 岩層 66.13 0.1260 3 坡向 51.90 0.0989 4 高程 38.11 0.0726 5 河岸距離 34.02 0.0648 6 斷層 11.62 0.0221 7 道路距離 5.88 0.0112 8 總和 525.00 1.0000

54

圖3- 18 新竹縣五峰鄉、尖石鄉地滑敏感度圖

三、 土石流敏感度評估

將道路距離、河流距離、土地利用、坡向、岩層、高程、坡度、斷層距離八 個影響土石流變數分級，計算各變數分級後的網格數，以及各分級所佔土石流網 格數，求取土石流網格密度後，再利用式(3)求取危險評分，如表 3-19 至 3-27。

再依佔總土石流發生率一欄的值求出各變數變異係數，最後將各變數變異係數加 總，帶入式(5)得各變數權重值。

表3- 19 土石流與道路變數的評分與權重

分級 分級網格數 土石流網格數 土石流網格密度 佔總土石流

發生率 危險評分 50m 以內 188199.00 7848.00 0.041701 26.19% 3.20 50-100m 134400.00 12377.00 0.092091 57.84% 10.00

55

100m 以上 1509734.00 38394.00 0.025431 15.97% 1.00 總和 1832333.00 58619.00 0.159222 100.00%

變異係數 53.46

表3- 20 土石流與河流變數的評分與權重

分級 分級網格數 土石流網格數 土石流網格密度 佔總土石流

發生率 危險評分 0-100m 275096.00 13934.00 0.050651 35.05% 10.00 100-200m 305865.00 11692.00 0.038226 26.45% 5.64 200-300m 313170.00 9584.00 0.030603 21.18% 2.96 300m 以上 938202.00 23470.00 0.025016 17.31% 1.00 林地 1711260.00 53531.00 0.031282 13.53% 4.24 道路 12296.00 695.00 0.056522 24.45% 9.57

56 總和 1832199.00 59083.00 0.498076 100.00%

變異係數 108.03

表3- 24 土石流與高程變數的評分與權重

分級 分級網格數 土石流網格數 土石流網格密度佔總土石流

發生率 危險評分 1024.80m 以下 456074.00 18611.00 0.040807 23.74% 5.65 1024.80-1315.19m 291302.00 22135.00 0.075986 44.20% 10.00 1315.19-1605.58m 307784.00 15991.00 0.051955 30.22% 7.03 1605.58m 以上 777059.00 2466.00 0.003174 1.85% 1.00 26.68°以下 516039.00 18773.00 0.036379 21.08% 5.42

57

25.68°-36.50° 634699.00 22751.00 0.035845 20.77% 5.29 36.50°-47.33° 559642.00 15064.00 0.026917 15.60% 3.10 47.33°-58.15° 113016.00 2074.00 0.018351 10.63% 1.00 58.15°以上 9823.00 541.00 0.055075 31.91% 10.00 總和 1833219.00 59203.00 0.172568 100.00% 1000-2000m 386266.00 13616.00 0.035250 30.96% 5.26 2000-3000m 292280.00 1220.00 0.004174 3.67% 1.50 3000m 以上 558171.00 0.00 0.000000 0.00% 1.00 0.4-0.8 146.00 14.00 0.095890 25.76% 10.00 0.8-1.2 85.00 5.00 0.058824 15.80% 5.25 1.2-1.6 57.00 4.00 0.070175 18.85% 6.71 1.6-2.0 39.00 1.00 0.025641 6.89% 1.00 2 以上 109.00 8.00 0.073394 19.71% 7.12 總和 498.00 35.00 0.372312 100.00%

變異係數 35.20

表 3-19 至 3-27 中，各變數最高評分分別為：道路距離 50-100m、河流距離 100m 內、土地利用以作物區、坡向以西向、岩層以觀音砂岩層、高程以 1024.80-1315.19m、坡度以 58.15°以上、1000m 以內、形狀係數以 0.4-0.8 之間為 最高得分。

利用 GIS 呈現地滑的各變數分級在研究區分布範圍，每一個變數危險評分介 於1-10 之間，如圖 3-19 至 3-27 所示：

58

圖3- 19 道路距離變數土石流敏感度圖 圖 3- 20 斷層變數土石流敏感度圖

圖 3- 21 岩層變數土石流敏感度圖 圖 3- 22 土地利用變數土石流敏感度圖

59

圖 3- 23 坡向變數土石流敏感度圖 圖 3- 24 坡度變數土石流敏感度圖

圖3- 25 河流距離變數土石流敏感度圖 圖 3- 26 高程變數土石流敏感度圖

60

圖3- 27 形狀係數變數土石流敏感度圖

圖3- 28 新竹縣五峰鄉、尖石鄉土石流敏感度圖

61

岩層、高程差異較大。顯示崩塌(rock fall)、地滑(landslide)、土石流(debris flow) 因時空間特性不同，故影響因子也略有不同。

62 一有相似的結果(陳信雄等，2001；陳樹群等，2006)，表 3-30。

1. 岩層

63

塌 係數

權重 0.087 0.070 0.203 0.091 0.231 0.1118 0.123 0.080

地 滑

變異

係數 ^5.88 34.02 213.74 51.90 66.13 11.62 38.11 103.55 權重 0.011 0.064 0.407 0.098 0.1260 0.0221 0.072 0.197 土

石 流

變異

係數 53.46 26.59 39.19 29.49 108.03 104.79 61.10 35.41 35.20 權重 0.108 0.053 0.079 0.059 0.2190 0.212 0.123 0.071 0.071

64