誘發因子分析

邊坡破壞之誘發因子包括降雨、侵蝕、地震及人為因素，其中降 雨為主要山區道路邊坡致災之誘因。因此在誘發因子分析方面，本計 畫以降雨為最主要之致災因子進行之降雨警戒基準上下限分析。而在 考量不同之降雨因子之前，首先需定義一場連續降雨事件。降雨事件 是由大大小小的不連續降雨組合而成，因此不同的降雨事件定義所分 析出之累積雨量、降雨延時，甚至於降雨強度都會有所差異，因此如 何定義一場降雨事件，即對降雨事件進行雨場分割成為一極為重要的 研究議題。

黃婷惠(2003)曾比對不同雨場分割方式於台灣地區土石流發生降 雨事件之適用性，分析後發現時雨量大於 4 mm 處為降雨開始時刻，以 時雨量連續六小時均小於 4 mm 處為降雨結束時刻之雨場定義，較可反 應台灣地區土石流災害發生之降雨特性。而國內農業委員會水土保持 局於訂定全台土石流警戒基準值時，所使用之雨場切割方式也是採用 相同方法。為此，本計畫採用相同之雨場切割方式定義一場降雨，其 雨場切割方式說明如下：

雨場分割方式之定義為在一降雨時間序列中以時雨量大於 4 mm 處為本次降雨開始時刻，以時雨量連續六小時均小於 4 mm 處為該次降 雨結束時刻，降雨開始時刻至降雨結束時刻為本次降雨延時，其累積 雨量為本次降雨累積雨量。而本次降雨開始時刻之前的降雨稱為本次

降雨事件的前期降雨；本次降雨結束時刻之後的降雨則稱為本次降雨 Time (hr)

0

5-4

降雨延時作為其參考指標，建立崩塌發生的最小降雨臨界線，在此之 後，便有許多學者依據該方法在其他不同的研究區域建立崩塌發生的 降雨臨界線(Keefer et al., 1987; Yin and Yan, 1988; Larsen and Simon, 1993 ; Baum et al., 2005; Guzzetti et al., 2007; Guzzetti et al., 2008; Rossi et al., 2009)。此外，Keefer et al.(1987)曾根據坡面土壤飽和和土砂災害 發生臨界值之概念，利用降雨量大於土層內蓄積臨界水量的觀念，推 得土石流發生之臨界條件關係式為：

(



) 

此外，國內亦有許多學者專家提出降雨延時和降雨強度之臨界警戒值，

如陳晉琪(2000)、黃俊耀(2000)、姚善文(2001)和蔡明君(2008)，如表 5-1 所示。

此外在 I-R 模式方面，則是以累積雨量代表其前期降雨和前段降雨 之影響。如 Glade et al. (2000) 則利用日降雨量和臨前降水指數 (Crozier and Eyles, 1980) 建立了紐西蘭地區的崩塌警戒線，在該警戒模 式中的臨前降水指數主要是由區域日雨量和土層儲水參數所組成，並 認為臨前降水的有效天數為 10 天。Hufschmidt and Crozier (2008) 也曾 利用過該臨前降水指數來探討紐西蘭威靈頓地區的崩塌發生以及其災 害風險在時間上之變化。此外，國內學者謝正倫(1995, 2000)、江永哲 與林啟源(1991)、范正成與姚正松(1997)亦應用 I-R 模式提出不同的警 戒基準。

本計畫以台 9 線為例，初步分析 7 場颱風事件於台 9 線坡面之平 均降雨強度、平均累積雨量及降雨延時等資料，並進一步分析其 I-R 分佈圖及 I-T 分佈圖，其結果如圖 5.3 及圖 5.4 所示。由圖中可以看出 來，以往颱風事件中，當降雨強度 I 愈強時，其累積雨量 R 亦有隨之 增加的正相關情況；而在延時的分佈關係則較為無規則。顯示降雨強 度與累積雨量於統計上有較明顯相關情況。此外，考量國內水土保持 局自 94 年至今所應用於全台之土石流警戒基準值亦為應用 I-R 模式所

建立，因此綜合考量上述分析及學者研究成果，本計畫應用最大降雨 強度 I 及累積雨量 R 做為山區道路誘發因子之參數，進行後續警戒基 準值之分析。

在累積雨量 R 之定義方面，以往有許多不同學者提出不同累積雨 量之計算方法，國內水土保持局則採用詹錢發等人(2004)所提出有效累 積雨量之計算方式，進行土石流警戒基準值之訂定，該定義除了考量 本場降雨之累積雨量外，並考量前 7 天降雨對本次災害發生之可能影 響，其有效累積雨量方程式如下：

Q ∑ Q 0.8 ... (5.2)

其中Q 為前 i 個 24 小時之累積雨量；0.8 為遞減權重。上式表示 24 個小時前之累積雨量對於災害發生潛勢也有一定之可能影響，然而 隨著時間愈遠，對災害發生潛勢之影響愈小。相較於現行公路總局所 採用之 24 小時累積雨量計算方法，更多考量前期降雨可能影響，因而 本研究計畫採用有效累積雨量之計算方法，進行後續雨量資料分析。

圖 5.3 台 9 線蘇花段 7 場颱風事件之 I-R 關係分佈圖

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

0 50 100 150 200 250 300

降雨強度(mm/hr)

累積雨量(mm)

5-6

圖 5.4 台 9 線蘇花段 7 場颱風事件之 I-T 關係分佈圖 表 5-1 降雨警戒值模式類型的相關文獻

模式類型 相關文獻

I-R

謝正倫(1995, 2000)、江永哲與林啟源(1991)、范正成與姚正松 (1997)、瀨尾克美與橫部幸裕(1978)、川上浩(1981)、譚萬沛(1991)、

孟河清(1991)

Glade et al. (2000)、Hufschmidt and Crozier (2008)

I-T

陳晉琪(2000)、黃俊耀(2000)、姚善文(2001)

Caine (1980)、Cannon-Ellen(1985)、Wieczorek(1987)、Keefer(1987)、

Marchi(2000) 蔡明君(2008)

R-T 范正成(1999)及(2001)，青木佑久(1980) I-P 網干(1972)、吳積善(1990)

其他 瀨尾克美與船崎昌繼(1973)、Wilson(1997)