圖
圖圖
圖 5.5 道路下邊坡鑽探施工情形道路下邊坡鑽探施工情形道路下邊坡鑽探施工情形 道路下邊坡鑽探施工情形
本研究計於台 20 線 52k+150 處裝設五組無線監測站，與一組伺 服器端，各監測站之資訊如表 5-2，位置配置圖與剖面示意圖如圖 5.6 與圖 5.7 所示，圖 5.8 ID 01 測站為雨量計，位於道路下邊坡，經現地 探勘，考量雨量計裝設需求、裝設難易度及人員通達便利性後，此處 位較適宜之場地；圖 5.9 ID 02 與圖 5.11 ID 04 測站分別位於道路上下 邊坡，02 與 04 測站之液位計裝設深度皆約 35m，為量測位於破碎帶 與砂岩間的侷限含水層水位；圖 5.10 ID 03 與圖 5.12 ID 05 測站分別 位於道路下邊坡與上邊坡，為本計畫新增孔位，ID 03 與 ID 05 測站 之液位計深度皆約 11m，量測位於崩積層之自由含水層；伺服器端現 場安裝示意圖如圖 5.12，另外此處光照較好，故 ID 02 與 ID05 測站 太陽能板亦安裝於此。
5.3
監測資料與分析 監測資料與分析 監測資料與分析 監測資料與分析
台 20 線 52k 之無線土層監測系統於 2018/05/25 安裝完畢，歷經 梅雨季，監測成果將於以下小節分別說明。
表表
表表 5-2 測站資訊表測站資訊表測站資訊表 測站資訊表
ID 配置 水位孔深度 水位孔高
程 圖
01 雨量計 無 無 5.8
02 液位計 40 m 292m 5.9 03 液位計、含水量計、傾斜
儀 11 m 281m 5.10 04 液位計 60 m 286m 5.11 05 液位計、含水量計、傾斜
儀 11 m 292m 5.12
圖圖圖
圖 5.6 監測儀器配置圖監測儀器配置圖監測儀器配置圖 監測儀器配置圖
圖 圖圖
圖 5.7 監測剖面示意圖監測剖面示意圖監測剖面示意圖 監測剖面示意圖
圖圖圖
圖 5.8 ID 01 測站測站測站測站
圖圖
圖圖 5.9 ID 02 測站測站測站測站
圖圖圖
圖 5.10 ID 03 測站測站測站測站
圖圖
圖圖 5.11 ID 04 測站測站測站測站
(a) 伺服器端現場配置 (b) ID 05 測站模組配置
(c) 現場安裝示意圖 圖
圖圖
圖 5.12 伺服器端與伺服器端與伺服器端與伺服器端與 ID 05 測站測站測站測站 ID 05 測站
伺服器端
5.3.1 降雨降雨降雨降雨
場址安裝至今所經歷之降雨事件與雨量記錄如圖 5.13，鄰近甲仙 雨量測站之記錄如圖 5.14，兩圖對比可發現降雨事件幾乎相同，但有 局部降雨事件與降雨強度差異，引此本研究後續資料分析皆使用 ID 01 雨量計之降雨量，以反應真實之現場情況。
圖圖
圖圖 5.13 ID 01 雨量監測數據雨量監測數據雨量監測數據雨量監測數據
圖 圖 圖
圖 5.14 甲仙甲仙甲仙雨量站甲仙雨量站雨量站時雨量雨量站時雨量時雨量時雨量
5.3.2 地下水位地下水位 地下水位地下水位
圖 5.15 至圖 5.18 為各測站之地下水位監測圖，ID 02 與 ID 04 監 測值於乾季為水位較低狀態，偶有降雨，但降雨量或降雨延時未達其 入滲門檻值，水位並無變化，而梅雨季期間，長時降雨使孔內水位升 高，符合過往監測記錄；ID03 測站初期水位為鑽探施工的殘餘水位，
施工完成後即快速消散，此孔於梅雨季期間，水位僅些微上升，推測 因此孔位於道路下邊破，臨近坡面可快速排水，導致崩積層內水位難 以蓄積；ID05 測站初期亦有殘餘水位，施工完成後即快速消散，而 此孔於梅雨季期間水位迅速上升，顯示上邊坡之崩積層內有自由地下 水層且易蓄水，極可能發生因地下水位上升，孔隙水壓增加使土壤強 度降低，導致邊坡滑動。
圖 圖 圖
圖 5.15 ID 02 地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據
圖 圖 圖
圖 5.16 ID 03 地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據
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圖圖 5.17 ID 04 地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據
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圖 5.18 ID 05 地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據地下水位監測數據
圖 5.19 為進行降雨特徵與水位上升統計分析各項參數定義示意 圖，定義開始降雨至地下水位開始變動間的累積雨量為地下水位上升 之降雨門檻值，其時間為雨量門檻延時，地下水位上升速率為水位上 升高度除最高水位時間減水位開始上升時間，最高水位累積雨量指開 始降雨到最高水位之間的累積雨量。本研究將事件相關數據整理成表 5-3 與表 5-4，根據國家災害防救科技中心定義降雨延時 6 小時以內 為短延時降雨，6 小時以上為長延時降雨。
圖 5.20 顯示 ID 02 與 ID 04 二者水位上升趨勢相同，水位上升高 度幾乎相同，由此可證明二者為同一岩層地下水層，以下分析皆以 ID 02 監測結果(圖 5.15)為代表。岩層地下水位變動受累積雨量影響，水 位於累積雨量達 70 mm 時開始上升，圖中 2018/06/21 至 2018/06/26 期間雖偶有降雨，但因降雨量未達變動門檻，故水位並無變化，
2018/06/27 至 2018/06/30 之降雨累積雨量稍大，仍僅維持水位高程，
直至 2018/07/01 開始降雨到 2018/07/04 期間累積雨量達門檻值，水位 開始升高。圖 5.21 為累積雨量與水位上升高度關係，趨勢顯示累積 雨量越大，水位上升越多，而圖中事件四之數據與其他數據關聯性較 低，推測因事件四發生前，前期降雨使土層飽和度上升，使事件四之
圖 圖 圖
圖 5.19 降雨特徵與水位上升統計分析降雨特徵與水位上升統計分析降雨特徵與水位上升統計分析降雨特徵與水位上升統計分析各項各項各項參數各項參數參數參數定義示意圖定義示意圖定義示意圖定義示意圖
圖 圖 圖
圖 5.20 ID 02 與與與與 ID 04 水位比較示意圖水位比較示意圖水位比較示意圖 水位比較示意圖
圖 圖圖
圖 5.21 岩層累積雨量與水位上升高度關係圖岩層累積雨量與水位上升高度關係圖岩層累積雨量與水位上升高度關係圖 岩層累積雨量與水位上升高度關係圖
監測初期，尚處於乾季，崩積層水位於短延時降雨達 60 mm 時 水位開始上升，隨著降雨延時增長，觸發地下水位開始上升之所需累 積雨量減少，延時越長，所需累積雨量越少，如圖 5.22 所示，可以 此特性推估降雨開始後水位開始上升時間。圖 5.23 顯示累積雨量影 響地下水位上升高度，累積雨量越多，上升高度越高，以此可推估崩 積層降雨後水位上升高度。
雨季水位上升速率亦與土層體積含水量有關，因非飽和滲透係數 小與飽和滲透係數，土壤越接近飽和時，水力傳導越快，地表土層含 水量越高，降雨越容易補充地下水層，水位越容易升高。
圖 圖 圖
圖 5.22 崩積層雨量門檻延時與累積雨量關係圖崩積層雨量門檻延時與累積雨量關係圖崩積層雨量門檻延時與累積雨量關係圖崩積層雨量門檻延時與累積雨量關係圖
圖圖
圖圖 5.23 累積雨量與地下水位高度關係累積雨量與地下水位高度關係累積雨量與地下水位高度關係累積雨量與地下水位高度關係
圖 5.24 為分析地下水位上升速率與體積含水量之關係，結果成 高度正相關，顯示地表的體積含水量對地下水位上升速率有極大的影 響，含水量越多上升速率越大。
圖 圖 圖
圖 5.24 地下水位上升速率與體積含水量關係地下水位上升速率與體積含水量關係地下水位上升速率與體積含水量關係地下水位上升速率與體積含水量關係
5-19
表 表 表
表 5-3 ID 02 降雨事件整理 降雨事件整理 降雨事件整理 降雨事件整理
事件 降雨開始 最高水位累積
雨量(mm)
水位開始上升
時間 最高水位時間 水位上升
高度(m)
門檻雨量 (mm)
雨量門檻 延時(hr)
地下水位上升 速率(m/h) 一 6/14/18 10:00 109.7 6/15/18 0:40 6/15/18 23:16 0.04 69.27 13.5 0.0018 二 6/16/18 12:00 69.27 6/16/18 15:33 6/17/18 3:47 0.06 69.27 3.5 0.005 三 6/17/18 7:00 183.66 6//18 11:20 6/22/18 14:48 0.92 34.57 27 0.0092 四 7/1/18 13:00 191.5 7/1/18 18:39 7/3/18 12:36 3.71 60 5.5 0.088 五 7/18/18 17:00 235.5 7/19 19:57:54 7/24 14:27:47 1.5 99 27 0.0131 六 7/27/18 15:00 46.5 7/29 1:26:21 7/31 13:48:01 0.56 46.5 34 0.0156 七 8/08/18 20:00 180 8/8 23:39:51 8/11 19:19:25 2.49 52 3.5 0.0369 八 8/23/18 04:00 681.5 8/23 15:27:35 8/24 20:39:52 5.74 192.5 11.5 0.1979 九 8/27/18 05:00 281 8/27 22:25:58 8/29 11:38:33 2.17 59.5 17.5 0.06
5-20
5.3.3 表層表層體積含水量表層表層體積含水量體積含水量體積含水量與傾斜儀與傾斜儀與傾斜儀與傾斜儀
圖 5.25 與圖 5.26 為 ID 03 與 ID 05 測站含水量監測結果，感測器 對降雨事件反應敏感，在降雨事件後逐步降低，顯示感測器具有重複 性，可用於長期監測。圖 5.27 為傾斜儀監測結果，顯示於此段觀測 期間上邊坡 ID05 有約 1 度之變化，此與道路旁石籠輕微外推現象吻 合，顯示表層有輕微變位；下邊坡 ID03 其傾角於 2018/08/23 起之降 雨事件中累積傾角達到 2 度，顯示下邊坡有顯著變位，經檢視現場鄰 近擋土牆底部有縫隙產生，邊坡土層有明顯變位，顯示下邊坡可能已 產生破壞，下邊坡相關監測資料將做為數值分析之佐證資料。
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圖 5.25 ID 03 體積含水量監測數據體積含水量監測數據體積含水量監測數據 體積含水量監測數據
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圖 5.26 ID 05 體積含水量監測數據體積含水量監測數據體積含水量監測數據 體積含水量監測數據
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圖圖 5.27 各測站傾斜角監測數據各測站傾斜角監測數據各測站傾斜角監測數據各測站傾斜角監測數據