為了探討南部地區不同地質條件的公路邊坡在氣候變遷、降雨型態改變、集中豪雨 增多時，降雨所引發的地下水位的變化，以及其對邊坡穩定性的影響，特別在阿里山公 路及臺 20 線公路之試驗邊坡上設置一些觀測儀器以瞭解降雨、地下水位及邊坡穩定間 的相互關係。所設置的觀測儀器有(1)自記式地下水位計、(2)傾斜觀測儀，以及使用地 電阻調查大範圍邊坡地層及地下水位的概略分佈，以補充鑽探及地下水位井的不足。此 外，雨量的資料主要是使用試驗邊坡附近之中央氣象局雨量站的降雨資料。在試驗邊坡 所設置之現地觀測儀器概略說明如下：
(1)自記式地下水位計
本研究使用地質鑽孔設置地下水位井，井中設置自記式地下水位計以進行長期水位 監測並取得地下水位的連續變化資料。自記式地下水位計包括(a)記錄器及(b)水壓計，其 安裝後的情形如圖 3.1 所示。此外，每次到現場取回自記資料時，並以人工方式記錄地 下水位，以檢核自記式地下水位計的量測數據。
圖 3.1 自記式水位計(a)記錄器 (b)水壓計 (c)安裝情況 (2)傾斜觀測儀
本研究亦使用地質鑽孔設置傾斜觀測管，再使用加拿大 RST 公司所製作的傾斜觀 測儀置入傾斜觀測管中量測各種深度處的地層變位情況，並以無線藍芽方式直接傳輸到 專屬的 PDA 裡儲存。圖 3.2 為傾斜觀測儀的使用示意圖。圖 3.3 為傾斜觀測儀的設備包 含(a)電纜線、(b)傾斜儀、(c)記錄器。
圖 3.2 傾斜觀測儀使用示意圖
圖 3.3 傾斜觀測儀設備 上升至 2084.56m；孔位 BH-B 的地下水位高程則由 2071.49m 急遽上升至 2079.32m 最後 再降回 2071.76m，由此可看出孔位 BH-B 較能即時反應降雨所造成的地下水位變動，地 下水位上升的快，下降的也快；孔位 BH-A 則相較上升平緩。2014 年 5 月開始至 7 月此 試驗場址進入梅雨季，孔位 BH-A 地下水位持續上升，最高到達 2091.63m；孔位 BH-B 地下水位則因透水速度快，造成地下水位上下變動較明顯，最高達 2083.88m。2014 年 7 月 22 日至 23 日為麥德姆颱風侵臺期間，23 日雨量最大，孔位 BH-A 地下水位達 2092.33m；孔位 BH-B 地下水位達 2086.33m，接著零星降雨持續到九月結束，孔位 BH-A 與 BH-B 地下水位隨著零星降雨而上升，但整體趨勢呈現下降的情形。2015 年 1 月至 3 月底降雨較零星且時間間隔久，即使有降雨地下水位卻無上升，原因為乾季期間土層含 水量持續下降，而降雨量不足以使地下水位上升。
圖 4.1 臺 18 線邊坡日降雨量與地下水位觀測記錄
(2)臺 20 線試驗邊坡之降雨記錄與地下水位變動情形
臺 20 線試驗邊坡所用雨量資料採用中央氣象局甲仙雨量測站的資料，圖 4.2 為臺 20 線南橫公路段試驗邊坡的雨量紀錄從 2014 年 9 月 1 日至 2016 年 1 月 31 日。
由圖 4.2 中可知 2014 年 9 月間有短暫的降雨事件，降雨當日即停止，且每隔 3 到 4 天為一個循環。而 10 月初也有短暫的降雨，不過 10 月初過後一直到 11 月底的降雨量 幾乎為零，12 月的降雨事件也是集中於 12 月上旬，整體 12 月共降下 22mm 的降雨量。
而 2015 年 1 月的雨天僅有 4 天且當日降雨量皆不超過 3mm 的降雨量。2 月的降雨量則 是集中在 21 號當日，有 20mm 的降雨量，其它天幾乎為零。3 月份幾乎整月為零降雨 量，僅有兩天降雨量達 0.5mm。4 月至五月中旬期間有零星短暫陣雨事件發生，至整個 4 月結束累積雨量為 31mm；5 月 20 日至 31 日則為梅雨季幾乎每日皆有降雨，單就 5 月 24、25 日之單日降雨量分別達到 183mm 和 136mm，此梅雨季雨場累積雨量達 685mm，整個 5 月累積雨量達 734.5mm，6 月下旬亦有二日降雨，其日雨量為 20mm 及 40mm。
圖 4.2 為將臺 20 線公路試驗邊坡的地下水位監測結果列入，其乃是從 2014 年 11 月 19 日開始記錄，而初始監測地下水位高程為 262.75m，11 月至 2015 年的 4 月為乾季，
期間幾乎降雨量為零，僅有零星降雨，地下水位最低降至 262.06m。2015 年 5 月起此地 區開始進入梅雨季，5 月上旬有短暫陣雨，直到 2015 年 5 月 21 日至 25 日期間梅雨季雨 場到來，最高降雨量降於 5 月 24 日，當日達 183mm，地下水位高程也急遽上升至高程 264.89m，此次梅雨季過後地下水位又向下降低。
圖 4.2 臺 20 線邊坡地下水位觀測與雨量記錄
2.傾斜管觀測及邊坡變動情形
傾斜觀測管的觀測目的，是為了瞭解研究區域內邊坡的滑動方向及深度，以提供後 續模擬分析之參考。本研究在阿里山公路(臺 18 線)86k+920m 與臺 20 線 52k+150m 兩處 的邊坡分別在 BH-A、BH-B 和 BH-1 設置傾斜觀測管進行監測作業。
(1)阿里山公路(臺 18 線)試驗邊坡的變動情形
本研究場址的傾斜觀測管設置完成後即以傾斜儀量測第一次，經過數次量測，確定 孔位穩定後即把該次量測數據當做初始值，本研究初始值定為 2014 年 3 月 12 日所量測 之值，監測期從 2014 年 3 月 12 日至 2015 年 6 月 9 日。
由圖 4.3 可看出孔位 BH-A 之 A 方向是朝負方向傾斜，由此來判斷可能 30m 的傾斜 觀測管尚未穿過主要的滑動面，亦即更大的潛在滑動面在地表 30m 之下，所以造成孔位 BH-A 有向邊坡滑動方向之相反方向傾倒的情況，其 B 軸則是朝正方向傾斜，整體看來 有明顯開始變位的位置在地表下 16.5m。
而孔位 BH-B 的監測結果，則顯示孔位的位移沒有明顯的變化，依判斷可能為鑽孔 完工時砂漿回填不夠確實或者 BH-B 孔位深度未穿過滑動面，仍在滑動塊中。
圖 4.3 臺 18 線試驗邊坡 BH-A 傾斜管觀測
須在累積降雨量約為 36mm 以上，地下水位才會上升，地下水位上升時是以 Y＝0.0040X
表 5.2 臺 20 線試驗邊坡之每一場降雨的累積降雨量與其所引發的地下水位變動量
地表下不同深度處的變動速率，乃是將每次監測的相對位移值再換算成每月之變動
表 6.1 試驗邊坡地層之材料參數
圖 6.3 臺 18 線 86K+950 邊坡地下水位在地表時，可能引發之深層崩壞
圖 6.4 臺 20 線試驗邊坡地下水位提升 25m 時可能產生之大規模崩塌，FS=0.995 七. 結論
以臺 18 線阿里山公路 86k+920m 處崩積層邊坡及臺 20 線 52k+150m 處砂頁岩互層 邊坡為研究對象，進行二處邊坡的降雨量、地下水位、地層變動觀測以及分析邊坡穩定，
進而探討各觀測參數間的相互關係，得到以下之結論：
1. 根據阿里山雨量站的記錄，自 2014 年 1 月 1 日到 2016 年 1 月底將近 2 年 1 個月 的觀測期間，日降雨量超過 100mm 只有 6 天，其中兩天是超過 250mm，一是麥 德姆颱風來襲的 2014 年 7 月 23 日降下 398mm，另一是 2015 年 5 月 24 日梅雨季 的 290mm，顯示出強降雨日數減少以及降雨強度增加的現象。
2. 由臺 18 線崩積層邊坡與臺 20 線砂頁岩互層邊坡之降雨－地下水位變動量的關係 可知不同地質的邊坡受降雨引發地下水位變動的特性亦大不同。崩積層邊坡因透 水性較佳，在降雨時要引發邊坡內部地下水位上升時須要有較大的累積降雨量門
230 420
330 410
檻值，臺 18 線試驗邊坡之門檻值為 109.67mm，而臺 20 線砂頁岩試驗邊坡之門
1. 摘自 http://www.cwb.gov.tw/。
2. 摘自公路總局第五區養護工程處網站，2015。
勢坑為例」，中華水土保持學報，第 44 卷，第 1 期，第 66-77 頁，2013。
14. 謝承均，「利用有限元素法探討莫拉克颱風降雨引致獻肚山崩塌機制之研究」，
國立成功大學土木工程研究所碩士論文，2013。
15. 羅鴻傑、許世孟、顧承宇、蘇泰維、李錦發，「降雨特性對坡地穩定性影響之 關聯性研究-以義興鄉崩塌地為例」，中興工程季刊，第 106 期，第 17-25 頁，
2010。
16. 日本地滑對策技術協會，「地滑對策技術設計實施要領」，第 1 卷，第 2 期，
1978。