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表3-9. 2014 年 5 月 20 日事件不同頻率區間之最大能量

頻率區間 0-20Hz 20-40Hz 40-60Hz 能量(m2/s2) 0.0002016 0.0022168 0.0020411

3.5.2 現地清水流之流量與地聲能量之關係

以上三場事件都是歷史事件,因沒有流量紀錄,因此採水文分析 的方式,為了補充實際流量與地聲的關係,本計畫另於現場測量愛玉 子溪上下游不同地點的流量與當時地聲測量結果,以互相比較。

詴驗地點有三個地點,沿著愛玉子溪從下游到中上游,且詴驗的 時間為 12 月中旬,因此愛玉子溪流量較小。在測量地點都在垂直愛 玉子溪河岸方向埋三台地聲,每台地聲間距離 4~5 公尺。每次記錄 都分兩次,第一次記錄五分鐘環境雜訊,第二次在不同地聲位置砸石 頭以模擬土石流石頭撞擊產生的訊號。

最上游的點因為有約 5 公尺的除坡,因此以推石頭下除坡的方式 產生訊號,如圖 3-25。

3.5.2.1 清水流流量量測

本計畫採用手持旋槳式流速儀針對地聲所在之斷面進行流速量 測(如圖 3-24),其各子斷面之帄均流速 V 之計算方法如下

當水深≤0.4m 時,V=V0.6

當水深≥0.4m 時,V=(V0.2+V0.8)/2

其中,V0.2、V0.6、V0.8分別為水面開始至水深的 0.2、0.6、0.8 倍流深 位置的流速,由此量測流速搭配子斷面的流深,則可估算各子斷面的 頻率區間 0-60Hz 60-120Hz 120-180Hz 180-250Hz 能量(m2/s2) 0.0039798 0.0019738 0.0003195 0.0001545

流量如下

推石頭實驗地點儀器佈置 圖3-25

3.5.2.2 地聲訊號實驗結果分析 詴驗點 1:

第一個實驗點為接近神木國小的河道,原始訊號如 3-26。GEO1 地聲探測儀設置鄰近河岸,GEO2 與 GEO1 連線垂直于河岸,相距 5 公尺,GEO3 與 GEO2 同樣相距 5 公分,距離河岸最遠。原始時域訊 號從 17 點開始測量,記錄持續 5 分鐘。從時域原始訊號能看出距離 河岸越近震動速度會越大,GEO2 與 GEO1 相比,在 X 軸和 Y 軸方 向上震動速度都有明顯的減少,但是在 Z 軸上上反而有增加,而在 GEO3 的訊號中能看出和 GEO1 與 GEO2 明顯不同的部分是多了幾個 高峰,這個可能是因為人為走動帶來的干擾。

為了較少人為干擾帶來的雜訊,僅截取原始時域訊號前 1 分鐘做 傅里葉變換,得到這一分鐘訊號的頻率分佈。比較三台地聲,選擇靠 近河岸的第一台地聲探知器測得地聲訊號做能量分析 (因為在歷史 事件中,地聲也都是裝設於接近河岸處),用短時距傅里葉轉換。窗

GEOPHONE3

4 m

4 m GEOPHONE2

GEOPHONE1

c m /s

函數同樣選取 2 秒(1000 筆數據),重疊寬度為 1 秒(500 筆數據)。

頻率區間同樣分成 0-60Hz、60-120Hz、120-180Hz、180-250Hz 四個 部分,取每個區間最大總能量。其個頻段的能量分析則如同歷史土石 流的方式,如圖 3-27 與 3-28,各頻段之最大能量則同樣列表,如表 3-11。

詴驗點 1 之三台地聲原始時域訊號 圖3-26

詴驗點 1 之 0-60、60-120、

圖3-27

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