野外調查結果

熱惰量(Thermal inertia)對熱紅外線影像判釋有很大幫助，物體的熱惰量表示 該物體對外界溫度變化的反應靈敏度，可由下式求得:

P=

K ρ C

式中 P:熱惰量 K:物體的熱傳導率 C:物體的比熱 ρ:物體的密度

熱惰量大的物體，其表面溫度上升緩慢，反之，熱惰性低的物體，其表面溫 度迅速變高，通常熱惰量較大的物質，會比具低熱惰量的物質，在整天中具有更 均勻的表面溫度，作為判斷物體之依據，表4.5 為幾種典型地質材料的熱惰量。

為探討紅外線熱像測溫儀於山坡地崩壞潛感調查之適用性，本文對大高雄 都會區內壽山與半屏山進行攝測調查。壽山區屬近距離調查，半屏山則採較遠距 離測攝。以下就針對壽山區石灰岩山區邊坡所進行眾多現場紅外線攝測結果擷取 四個點位來進行討論及評估。討論邊坡主要區分為曾受損及未受損，而且各選2 個場址來加以分析。另外，野外調查時間約從 AM6:30 至 PM6:30，俾以探討同 一天不同時段拍攝之熱影像圖徵，因邊坡上物質溫度變化不同而產生差異特性，

以達成藉由分析長時間拍攝之熱影像資訊，瞭解坡上不同物質之歷時溫度變化情 形。以下就四案例分節加以討論外，並對半屏山(案例五)之遠測攝結果亦加以分 析與比較。

4.2.1 壽山區邊坡及其擋土、護坡的熱影像特性

案例一﹕十八王公廟左側道路邊坡(曾經損壞)

十八王公廟位於中山大學西側門入口前停車場上方邊坡頂上，其旁有被列為 三級古蹟之舊英國領事舘。本區邊坡在1983 年曾發生邊坡崩壞事故，且在停車 場興建時亦挖斷坡角，因此興建約5m 高擋土牆來穩定邊坡以及保護三級古蹟。

此外，為讓遊客進出十八王公廟或舊英國領事舘之便利，在邊坡上開築一條寬約 5m 車道，其挖方側則建有 RC 擋土牆，如圖 4.8(b)所示。

本區地質表層為俗稱硓古石之石灰岩層，其下屬古亭坑層泥岩，由於硓石的 透水性佳，而易使泥岩因滲入水而軟化，也使本區地層容易沿著石灰岩與泥岩界 面產生滑動，考察圖4.8(b)現場地貌相片，可發現邊坡上植生態不近相同，推測 此邊坡於施工或初其使用期間曾產生邊坡滑動情況。

此外，從圖4.8(a)之熱影像圖徵亦可發現以下幾項結果:

1.圖 4.9(a)中環境溫度係指紅外線熱影像測溫儀所測得之測站處的環境背 景溫度，從圖中可獲知由早上 6：00 到下午 6：00，其溫度由低而高再轉 低，而約以早上 11：00~下午 2：00 間之環境溫度最高達約 38℃。

2.圖 4.9(b)係從紅外線熱影像測溫儀所量測樹木、擋土牆以及房屋等 5 項不 同材質之溫度歷時變化曲線，從圖中可看出熱影像溫度變化趨勢約略與圖 4.9(a)之環境溫度變化勢態一致。換言之，各種材質的熱輻射溫度深受環 境背景溫度影響。

3.圖 4.9(c)為各種不同材質之環溫輻射比(紅外線溫度/環境溫度)的歷時曲 線。考察該圖亦可發現其趨勢與圖 4.9(a)、(b)之情況相一致，其變動範 圍約在 0.72~0.95 間。

4.圖 4.10 為紅外線熱熱影像測溫儀測到之環境背景溫度、五個測點紅外線溫 度以及兩者比值(環溫輻射比)之每小時差異柱狀圖。從圖 4.10(a)中可得 知約在下午 1：30~3：00 左右環境溫度約為-1.5℃，其係因此期間天氣有 多次陣雨所致。

5.圖 4.10(b)、(c)的不同材質之每小時紅外線溫差或環境輻射比(ε值)變化 趨勢，並非完全與每小時環境溫度差一致。其原因可能係太陽照射角度改 變或物體陰影效應等造成。

6.從圖 4.10(c)測點 1、3、5 均屬樹木植被，其中測點 1 為原生樹木，其每 小時環溫輻射比(Δε/Δt)約在-0.06~0.05 間，而測點 3、5 則屬新植被 樹木，其Δε/Δt=-0.1~0.16 間，遠高於測點 1 之結果，顯示新舊植被對 紅外線輻射溫度之感應具有差異性。

7.圖 4.10(c)測點 2、4 屬 RC 構造物，其中測點 2 的Δε/Δt 值約在-0.08~0.16 間變動，而測點 4 為位於坡頂之建物，其Δε/Δt 值變動範圍為-0.06~0.18 間，比較兩者差異不大。

案例二﹕中山大學隧道東口(曾經損壞)

中山大學隧道東口位於高雄市位哈瑪星旗津渡船頭附近，是通往西子灣中山 大學的捷徑。據言是日治時代1928年(昭和3年)完工，其地質上部亦屬石灰岩、

下為泥岩基層。本案調查則為隧道口之疊式擋土牆及其護坡為主。從地表植被成 長情況而言，植生覆蓋率在50~70%之間，如圖4.11所示。以下就本調查區熱像 圖特徵以及選擇不同材質所之歷時溫度整理成圖4.12和圖4.13之結果討論如下:

1.從圖 4.12(a)可知環境溫度曲線約在 12 時達到 39℃後，有二次下降再上升趨 勢，其係因調查當天天氣有多次陣雨所造成。

2.從圖 4.12(b)得知測點 4 和測點 5 於接近中午時，測點 5 溫度上升變化較明 顯，其可能因為測點5 易受部份陽光直接照射所影響。

3.從圖 4.12(c)之環溫輻射比可知，ε約在 0.72～0.83 間變動，而且五個測點 的溫度變化差異不大，研判其可能原因為該位置的陽光被樹蔭或鄰房或隧 道洞口牆面擋住所造成。

4.從圖 4.13(a)～(c)之變化率可知，疊式擋土牆在早上 7～9 時升溫最快，隨後 溫度雖然有再增加，然而Δε/Δt 並無持續上升，而到下午雨後的 4～6 時 間雖環境溫度又上升至 38℃左右，但其Δε/Δt 並無再明顯上升，顯示大 雨後邊坡表面或各材質表面含有水份，而使輻射溫度變化不大之故。

案例三﹕壽山國中操場西側邊坡(未損壞)

壽山國中位於高雄動物園下方邊坡山脚處，其地質主要為地表之石灰岩層，

其下為崎脚層泥岩，再下層屬古亭坑層泥岩。本調查區之邊坡係壽山國中興建操 場挖斷坡脚所造成「斷脚邊坡」，而為穩固此斷脚邊坡其以錨定擋土牆以及植被 保護，而其植生覆蓋率大於70%，如圖4.14(b)所示。以下就錨頭和擋土牆之溫度 變化特性來探討其熱像圖特徵（圖4.14(a)～圖4.16）﹕

1.從圖 4.15(a)得知到下午 4 時左右，環境溫度才達到最高之 39℃而並非中 午 12～午後 2 時間，此外在午前曲線有數次下降，但當天並無陣雨發生，

其主要係因該日屬陰天，因陽光被雲層擋住所致。

2.圖 4.15(b)和圖 4.15(c)顯示不同材質之歷時溫度或環溫輻射比並未於下 午 4 時左右達到最高，而是在 8～10 時間，其顯示紅外線溫度影響深受陽 光照射遠大於氣溫之提高，換言之陽光直接照射與否才是影響關鍵。

3.從圖 4.15(b)不同材質之歷時溫度顯示顯示同樣為錨頭之測點 2 溫度曲線 高於測點 4，研判為測點 4 錨頭被植被陰影遮住以致溫度較低。

4.由圖 4.15(b)或(c)之不同材質之歷時溫度或環温輻射比，顯示測點 5 的大 部份時間處於最高溫，推測該點為陽光直接照射所造成。另外從 4.16(b) 或(c)之不同材質之每小時溫度差或環温輻射比差，可發現最大升溫率與 最大降溫率約略一致。

案例四﹕鼓山三路185 巷 8-1 號(未損壞)

本調查護坡為自然植生邊坡，植生覆蓋率大於70%。兹就其原生樹木和磚牆 構造物的熱像圖特徵（圖1.17）特性討論如下:

1.由圖 4.18 (a)之環境溫度歷時溫度得知中午 11～12 時間此區之環境背景 溫度高達 40℃左右，其後即慢慢下降，顯示調查日氣候晴朗。

2.圖 4.18(b)或(c)顯示測點 5 溫度明顯大於測點 4，雖同屬於磚牆，但測點 4 表面具有水泥砂漿粉刷，其表面較測點 5 光滑，造成測點 5 的溫度高於 點測 4，且溫差也較測點 4 大，如圖 4.19(b)所示。

3.從圖 4.18(b)獲知測點 1、測點 2、測點 3 均為原生樹木，其歷時溫度及溫 差大部份時間小於磚牆，即表示植被的熱惰量較磚牆為大。

4.由圖 4.19(b)或顯示測點 1、測點 2、測點 3 在早上升溫速率較無規律性，

其可能因樹葉陰影造成量測誤差之緣故。

4.2.2 半屏山東側邊坡熱影像特性

半屏山高約二三三公尺，與壽山、 山的地質構造同為珊瑚礁石灰岩為主，

是第三紀至第四紀洪積世，台灣島沉降時所形成。它出露的地層主要分為兩部 分：一為古亭坑層，二為半屏山石灰岩層。古亭坑層出露於半屏山的西北部，以 砂、頁岩互層為主。半屏山石灰岩呈灰白色出露於山的東南坡，由珊瑚礁、苔蘚、

有孔蟲、貝類等生物遺骸化石所組成。就植被和露頭之溫度變化特性以及熱像圖 特徵（圖4.19）分點加以分析討論如下:

1.從圖 4.20(a)獲知調查日之環境溫度由早上 7 時後快速增加，直到 9 時左 右已達 38℃左右，此後略有下降後再緩慢上升至下午 4 時左右約 40.5℃，

並再持續下降。

2.從圖 4.20(b)之不同材質之歷時溫度比較，測點 3、4 同為石灰岩露頭，其 輻射溫度均較測點 1、2、3 之植被為大，而且未隨環境溫度於 9 時左右達 至最高。相反的，石灰岩露頭最高溫度卻在中午時出現。但若以圖 4.20(c) 之環溫輻射比而論，則又無此現象。

3.圖 4.21 顯示，雖然在 7～8 時間其每小時環境溫度快速上升，然其Δε/

Δt 卻為負值（表示被測體的熱輻射溫度小於環境背景溫度），其可能原因 係因本次調查測攝佔設於高樓樓頂，大樓與被測體間距離大使得環境溫度 與紅外線溫度有所差異所造成。

4.石灰岩露頭的歷時溫度變化及溫差大於植被，即表示植被的熱惰量較石灰 岩為大。

4.3 不同材質之Δε/∆t 變化時性