報告題名：
高屏溪流域崩塌潛勢分析
landslide susceptibility of Gaoping River Basin
作者：黃亭茵、蕭雅云、趙逸如、曾鈺茹、林繪翎 系級：水利工程與資源保育學系 三年乙班 學號：D0027586、D0027569、D0027453、D0067665、D0027805 開課老師：張嘉玲老師 課程名稱：水土資源地理資訊系統應用 開課系所：水利工程與資源保育學系 開課學年：102 學年度 第一學期
1 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
中文摘要
一、 計畫目標 用地理資訊系統(GIS)空間分析及資料處理的功能將原始資料來源（Raw Data）進行分 析，將高屏溪流域進行轉換成為資訊。再進行非點源汙染量的推估，非點源汙染假設是以 單位面積污染的推估方法推得，分析集水區崩塌地環域面積變化下所造成非點源污染輸出 量的變化。 二、 分析方法 利用 ARCGIS 空間分析及資料處理的功能所得資訊，應用至非點源汙染量推估，再以 EXCEL 圖表或表格呈現結果比較。 三、 結論與建議 1. 崩塌地易發生於坡度陡、暴雨多、水土保持不良、風化物質豐富等地區。我們可使用 GIS 來做坡度分析，看出崩塌地坡度影響範圍及土地利用變化造成的可能崩塌範圍和崩塌 比例，進而分析汙染量。 2. 處理崩塌地屬於邊坡不穩定的問題方法有很多種，最常見的方法即是挖除滑動體、加 強排水，或是靠擋土牆、硬化可能崩塌的岩體等。 3. 造成土壤污染的來源有工業廢水、農藥及肥料、畜殖業廢棄、都市污水及垃圾、廢氣、 落塵及酸雨。土壤遭受污染，不僅土壤品質惡化、食用作物的生物亦受波及，甚至影響到 地下水源的品質，而威脅到飲用水的安全，因此應建立法規防止不肖業者蓄意排放汙水， 積極推動綠能生活改善空氣品質，減少噴灑有害環境的農藥以降低汙染量。Abstract
This study focuses on landslide susceptibility of Gaoping River Basin and achieves this by using Esri’s ArcGis, which is a geographic information system (GIS) for working with maps and geographic information. After managing geographic information in a database, we use Microsoft Excel to estimate the amount of non-point source pollution. Therefore we can analyze the change of landslide susceptibility of Gaoping River Basin and the change of the non-point source
pollution.
3 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
目 次
一、 計畫目標 ... 5
二、 計畫區介紹 ... 5
(一) 基本環境概述 ... 5
(二) 地理位置 ... 5
(三) 高屏溪氣象 ... 6
(四) 高屏溪水資源 ... 6
(五) 高屏溪地質 ... 6
(六) 高屏溪土壤 ... 7
三、 研究方法 ... 7
(一) 高屏溪流域土地利用分析： ... 7
(二) 非點源汙染量負荷量分析 ... 8
(三) 崩塌擴散分析 ... 9
四、 分析與討論 ... 11
(一) 高屏溪流域環境分析 ... 11
(二) 崩塌地擴散分析 ... 13
圖目錄
圖 2-1- 1 高屏溪 河川名 ... 5
圖 2-6- 1 高屏溪土壤類別 ... 7
圖 3-1- 1 高屏溪流域土地利用型態 ... 7
圖 3-1- 2 Select Attribute－Calculate Area ... 8
圖 3-3- 1 Slope ... 9
圖 3-3- 2 Reclassify ... 10
圖 3-3- 3 From Raster to Polygon ... 10
圖 3-3- 4 Dissolve ... 11 圖 4-1- 1 高屏溪流域土地利用型態 ... 12 圖 4-2- 1 未分坡度 75m 環域分析 圖 4-2- 2 未分坡度 150m 環域分析 ... 14 圖 4-2- 3 環域面積不同之總面積比較表 ... 15 圖 4-2- 4 各級非點源汙染總量比較表 ... 16
表目錄
表 3-2- 1 單位面積負荷量 ... 8 表 4-1- 1 各級坡度崩塌面積 ... 12 表 4-1- 2 各級崩塌面積與現況土地之百分比 ... 13 表 4-2- 1 未分坡度環域汙染量分析 ... 14 表 4-2- 2 各土地利用非點源汙染量 ... 15 表 4-2- 3 各級崩塌地面積與各級總汙染量比較表 ... 155 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
一、
計畫目標
用地理資訊系統(GIS)空間分析及資料處理的功能將原始資料來源（Raw Data）進行 分析，將高屏溪流域進行轉換成為資訊。再進行非點源汙染量的推估，非點源汙染 假設是以單位面積污染的推估方法推得，分析集水區崩塌地環域面積變化下所造成 非點源污染輸出量的變化。二、
計畫區介紹
(一)
基本環境概述
1. 幹流長度：171.00 km 2. 源頭海拔：約 3,000 m 3. 平均流量： 268.1 m³/s 4. 流域面積：3,256.85 km² (全台第一大河) 5. 源頭：玉山東峰 6. 注入：台灣海峽 7. 管轄：中央管河川 8. 管轄：中央管河川 (二)地理位置
1. 發源地：玉山山脈玉山主峰（海 拔 3,952 公尺） 2. 主要支流：荖濃溪、旗山溪、隘寮溪、美濃溪、隘寮溪、武洛溪、濁口溪 3. 流經行政區 ：高雄市、屏東縣、屏東市 4. 流域面積：3,256.85 平方公里 5. 入海口：屏東縣新園鄉及高雄市林園區 圖 2-1- 1 高屏溪 河川名(三)
高屏溪氣象
1. 年平均雨量：3,046mm 2. 月平均氣溫：21℃ 3. 雨季：4 月～10 月；旱季：11 月～3 月 4. 月平均相對溼度：69～86% 5. 月平均蒸發量：93.37mm(四)
高屏溪水資源
1. 年降雨體積：9,921 百萬立方公尺 2. 年逕流量： 8,455 百萬立方公尺 3. 豐水期：7,694 百萬立方公尺 4. 枯水期：761 百萬立方公尺 5. 現有取蓄水設施：萬丹固床工、曹公圳固床工、高屏溪攔河堰、甲仙攔河堰、 竹子門發電廠臨時性引水堰、高屏發電廠(五)
高屏溪地質
6. 古生代至中生代：黑色及綠色片岩(分佈於流域之東南部) 7. 始新世至漸新世：黑色板岩、石英岩(分佈於荖濃溪以東) 8. 中新紀至上新紀：砂岩、頁岩 (分佈於荖濃溪以西、二仁溪以東之山地) 9. 更新世：古河流沖積層 (分佈於主支流二岸) 10. 新生代：河流沖積層(分佈於下游之沖積平原)7 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
(六)
高屏溪土壤
1. 中下游平原：沖積土、雜地 2. 台地、盆地：沖積土、雜地 3. 丘陵低山地：崩積土、黃壤及石 質土 4. 高山地：石質土、灰化土及森林 土，其中有少部份由黃色土及紅 色土所構成三、
研究方法
(一)
高屏溪流域土地利用分
析：
1. Dissolve 分類 土地利用—合併七項土地利用 將原始資料依各項土地利用分類進行 分類，將高屏溪流域分為七大土地利 用型態：交通、崩塌地、建築、森 林、水利、農業、遊憩；以便對土地 圖 2-6- 1 高屏溪土壤類別 圖 3-1- 1 高屏溪流域土地利用型態利用型態裡的崩塌地進行分析。 2. 土地利用面積計算 利用 Select by Attributes 可選 出現況土地利用中的崩塌地 （即未擴散前），可得知崩塌 地在整個流域的大致分布範 圍；再於欄位 Add field ，加 上一欄面積，對此欄進行 Calculate Geometry 即可得各項土地利用面積。
(二)
非點源汙染量負荷量分析
1.
假設各污染之單位面積負荷量 (單 位：公斤/平方公尺/年) 為下表：表 3-2- 1 單位面積負荷量 土地利用型態 污染物 林地 農地 社區 崩塌地
生化需氧量
5
5.5
80
18
總氮
3
16
8.5
26
總磷
0.2
0.2
5
4
氨氮
1.5
8
4.25
13
懸浮固體
85
102.1
500
129.4
2. 將崩塌地未擴散前的現況及擴散後之情形進行單位污染量分析：利用第（一） 步得知的各土地利用面積乘上各土地利用單位面積負荷量—崩塌地未擴散前污9 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
染總量。（其中假設：交通、建築、水利、遊憩列入社區型態；森林即林地型
態；農業即農地型態）
(三)
崩塌擴散分析
將網格式資料－Slope 坡度分析－Reclassify 重新分類－From Raster to Polygon
網格式轉向量式 1. 分析做法 (1). Slope：將坡度分三級0-16.05 度；16.05-39.30 度；39.30-83.52 度 圖 3-3- 1 Slope (2). Reclassify：將 slope 結果重新分類，將 39.30-83.52 度設為一級坡、16.05-39.30 度設為二級坡、0-16.05 度設為三級坡
圖 3-3- 2 Reclassify
(3). From Raster to Polygon：網格式轉向量式，將網格變成向量以得到圖徵屬性資訊。
圖 3-3- 3 From Raster to Polygon
(4). Dissolve：合併相同屬性資料，將屬性資料表依坡度分成 1、2、3 級（grid code）共 三個圖徵
11 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年) 圖 3-3- 4 Dissolve 2. 考慮坡度分級環域分析 (1). 一級坡:36.69－88.27 度，將現況崩塌地進行環域分析(Buffer)150m (2). 二級坡:15.58－36.69 度，將現況崩塌地進行環域分析(Buffer)75m (3). 三級坡:0－15.58 度，將現況崩塌地進行環域分析(Buffer)50m 3. 未分級崩塌地環域分析 (1). 將現況崩塌地進行環域分析(Buffer)150m (2). 將現況崩塌地進行環域分析(Buffer)75m
四、
分析與討論
(一)
高屏溪流域環境分析
1. 高屏溪流域現況土地利用分析 分析：山區大部份皆為森林區塊。其他土地利用如：農地、水利、交通、建築 皆屬於人類生活區域所以較為集中，很難看出分布的概況。至於崩塌地有較明 顯的分佈範圍，較能做災前分析，提早防範崩塌危機，減少人財損失。2. 坡度分級分析 將高屏溪流域分成三級；一級：36.69－88.27 度、二級：15.58－36.69 度、三 級：0－15.58 度，利用 ArcGis 環域分析找出各級崩塌地面積和比例。如表 4-2-1、表 4-2-2 可比較各級
坡與現況土地利用面積比例；分析：坡度越陡，
崩塌比例越高，因此擴散面積崩塌比例，一級坡>二級坡>三級坡。
表 4-1- 1 各級坡度崩塌面積 （單位：平方公尺） 土地利用 面積(平方公尺) 百分比 水利 12147614 0.58% 交通 283406 0.01% 建築 396639 0.02% 遊憩 94189 0.00% 森林 2003071135 95.59% 農業 31749108 1.52% 崩塌地 47684918 2.28% 總面積 2095427010 圖 4-1- 1 高屏溪流域土地利用型態13 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年) 表 4-1- 2 各級崩塌面積與現況土地之百分比 崩塌地 百分比 現況土地 47684918 2.28% 一級坡 157835057 7.53% 二級坡 74482167 3.55% 三級坡 49759740 2.37%
(二)
崩塌地擴散分析
1.
未分坡度環域分析將未分坡度的崩塌地分別做 75m、150m 環域分析，如圖 4-2-1、圖 4-2-2;並比較兩 者的各污染量總量級百分比，如表 4-2-1。 2. 坡度分級環域分析 依照前面之坡度分級之條件，得到各級崩塌地面積後，利用 EXCEL 試算表將面積乘 上表 3-2- 1 各污染之單位面積負荷量可得各土地利用非點源汙染量和各級總汙染
量，如表 4-2-2、表 4-2-3。 3. EXCEL 試算表製圖 將各級崩塌地面積與現況崩塌地拉直條圖比較差異，如圖 4-2-3、將各級崩塌地土 地利用改變下造成非點源汙染總量差做出直條圖比較，如圖 4-2-4。 分析：將高屏溪流域進行環域分析的假設後，部分非崩塌地的土地利用因而改變成 為崩塌地，在土地利用面積改變下及各土地利用汙染量的比例不同，造成的汙染總 量也有明顯差異。 圖 4-2- 1 未分坡度 75m 環域分析 圖 4-2- 2 未分坡度 150m 環域分析 表 4-2- 1 未分坡度環域汙染量分析
面積(M^2) 百分比 總汙染量
BOD
TN
TP
NH3_N
SS
245968783 12% 46832456196 4427438086 6395188346 983875130 3197594173 31828360461
140759117 7%
26800535833 2533664102 3659737036 563036467 1829868518 18214229710
土地利用環域
崩塌地150m
崩塌地75m
15 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年) 表 4-2- 2 各土地利用非點源汙染量 林地 農地 社區 崩塌地 林地 農地 社區 崩塌地 生化需氧量 10015355677 174620093 1033747862 858328525 9472011174 174064682 978775382 2841031018 總氮 6009213406 507985726 109835710 1239807869 5683206704 506369984 103994884 4103711470 總磷 400614227 6349822 64609241 190739672 378880447 6329625 61173461 631340226 氨氮 3004606703 253992863 54917855 619903935 2841603352 253184992 51997442 2051855735 懸浮固體 170261046509 3241583911 6460924140 6170428394 161024189958 3231273463 6117346140 20423856318 百分比 95.59% 1.52% 0.62% 2.28% 90.38% 1.51% 0.58% 7.53% 林地 農地 社區 崩塌地 林地 農地 社區 崩塌地 生化需氧量 9886829075 173343614 983619537 1340679015 10009573264 173858748 977108431 895675313 總氮 5932097445 504272331 104509576 1936536354 6005743958 505770904 103817771 1293753230 總磷 395473163 6303404 61476221 297928670 400382931 6322136 61069277 199038958 氨氮 2966048723 252136165 52254788 968268177 3002871979 252885452 51908885 646876615 懸浮固體 168076094282 3217887809 6147622105 9637992472 170162745483 3227450582 6106927695 6438910307 百分比 94.36% 1.50% 0.59% 3.55% 95.53% 1.51% 0.58% 2.37% 高屏溪現地 一級土地利用 二級土地利用 三級土地利用 表 4-2- 3 各級崩塌地面積與各級總汙染量比較表 現地崩塌地 一級崩塌地 二級崩塌地 三級崩塌地 面積 47684918 157835057 74482167 49759740 各汙染總量 210678612141 220936196460 212941372926 210522691921 圖 4-2- 3 環域面積不同之總面積比較表
17 逢甲大學學生報告 ePaper(2014 年)
