GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究

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(1)GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 內政部建築研究所研究報告中華民國 95 年 12 月.

(2) 095301070000G3203. GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 研究主持人：何明錦. 所長. 協同主持人：蔡光榮. 教授、陳建忠. 研. 副教授、王弘祐. 究. 員：林金炳. 組長副教授、. 王暉堯研究助理：戴君翰、陳昆廷. 內政部建築研究所研究報告中華民國 95 年 11 月.

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(4) 目次. 目次表次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅲ 圖次‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅴ 摘要‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧Ⅶ 第一章緒論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧1 第一節. 研究緣起與背景‧‧‧‧‧‧‧‧‧1. 第二節. 研究區域概述‧‧‧‧‧‧‧‧‧3. 第二章調查工作內容‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第一節調查工作目的‧‧‧‧‧‧‧‧‧9 第二節調查作業流程‧‧‧‧‧‧‧‧‧10 第三節調查工作方法‧‧‧‧‧‧‧‧‧11 第三章坡地社區環境說明‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17 第一節地理地形‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧17 第二節氣象水文‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧18 第三節地質土壤‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧21 第四節坡地社區‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧27 第四章調查結果分析探討‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧33 第一節調查資料彙整建檔‧‧‧‧‧‧‧‧33 第二節調查結果統計分析‧‧‧‧‧‧‧‧37 第三節 GPS/GIS/RS 圖層建置‧‧‧‧‧‧38 第五章環境潛勢災害評估模式規劃建構‧‧‧‧‧‧43 第一節環境潛勢災害評估原則研擬‧‧‧43 第二節潛勢災害評估模式建立‧‧‧‧‧46 I.

(5) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 第三節評估模式案例驗證比對分析‧‧‧52 第四節評估模式與資料庫系統初步整合‧‧55 第六章結果與討論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧67 第七章結論與建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧71 第一節結論‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧71 第二節建議‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧71 附錄一期初審查意見處理說明表‧‧‧‧‧‧‧‧‧73 附錄二期中審查意見處理說明表‧‧‧‧‧‧‧‧‧79 附錄三期末審查意見處理說明表‧‧‧‧‧‧‧‧‧85 參考書目‧‧‧‧‧･‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧91. II.

(6) 表次. 表次表 1-1 台灣中部各縣市平地及山坡地保育利用面積統計表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 5 表 1-2 南投縣各鄉鎮市山坡地可利用限度分類面積統計比較表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 6 表 1-3 南投縣各鄉鎮市之村里鄰戶數及人口數統計表‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 7 表 1-4 南投縣各級學校與行政區域關係統計表‧‧‧ 7 表 2-1 南投縣轄區內 7 鄉鎮所座落岩層分類統計表‧13 表 2-2 南投縣坡地社區環境潛勢災害實地查核評估表‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 14 表 2-3 南投縣坡地社區環境潛勢災害實地查核評估表 (範例) ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 15 表 3-1 研究區域氣象水文一覽表‧‧‧‧‧‧‧‧ 19 表 3-2 研究區域所屬各雨量站之月平均雨量‧‧‧ 19 表 3-3 南投縣坡地社區所座落之地質(層)說明‧‧ 21 表 3-4 研究區域之地質類別表‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 28 表 4-1 本研究計畫使用之各類基本資料一覽‧‧‧ 34 表 5-1 環境潛勢災害風險評估之地形坡度分級及序數表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 44 表 5-2 環境潛勢災害風險評估之地形坡度沖蝕分級表 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 44. Ⅲ.

(7) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 表 5-3 環境潛勢災害風險評估之地質岩體工程性質分類表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧ 44 表 5-4 環境潛勢災害風險評估之山坡岩層構造分類表 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧45 表 5-5 環境潛勢災害風險評估之有效土壤深度分級表 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧45 表 5-6 環境潛勢災害風險評估之地形與地質序數演算表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧45 表 5-7 坡地社區環境潛勢災害敏感度分級表‧‧‧ 46 表 5-8 多變量分析運算 9 個因子之權重比統計表‧‧50 表 5-9 多變量分析運算 9 個影響因子之權重值與變異係數對照表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧51 表 5-10 多變量分析運算 9 個影響因子之混亂矩陣與誤判率‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧51 表 5-11 南投坡地社區環境潛勢災害風險評估之案例驗證比對表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧53 表 5-12 坡地社區環境潛勢災害資料圖層種類與型態‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧61 表 6-1 坡地社區擋土工法適用範圍統計表‧‧‧‧‧69 表 6-2 坡地社區排水工法種類及其適用範圍統計表‧69 表 6-3 坡地社區植生工法與其適用範圍統計表‧‧‧70 表 6-4 南投縣 7 鄉鎮之坡地社區環境潛勢災害防治工法配置現況統計表‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧70. Ⅳ.

(8) 圖次. 圖次圖 1-1 南投縣行政區域圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 圖 1-2 南投縣數位地形圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 圖 1-3 南投縣地形分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 圖 1-4 南投縣地質分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧8 圖 2-1 本專案計畫研究流程圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧13 圖 2-2 南投縣坡地社區調查樣區所在行政區域位相關係圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧16 圖 3-1 南投縣之 3D 數位地形圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧20 圖 3-2 GPS 調查點位與徐昇氏雨網圖‧‧‧‧‧‧‧20 圖 3-3 南投縣研究區域之地層分佈圖‧‧‧‧‧‧‧23 圖 3-4 研究區域之斷層分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧24 圖 3-5 研究區域之土壤分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧26 圖 3-6 研究區域內各坡地社區所在礫石層之範圍‧‧29 圖 3-7 研究區域內各坡地社區所在砂岩層之範圍‧‧30 圖 3-8 研究區域內各坡地社區所在砂頁岩互層之範圍‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧31 圖 4-1 研究區內各調查 GPS 點位套疊於不同環境屬性之 GIS 圖層‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧35 圖 4-2 各類坡地社區護坡穩定工法配置流程圖‧‧‧37 圖 4-3 調查區位之 3D 立體地形圖‧‧‧‧‧‧‧‧39 圖 4-4 調查區位之 3D 數位高程圖‧‧‧‧‧‧‧‧39. Ⅴ.

(9) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 圖 4-5 調查區位之坡度圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39 圖 4-6 調查區位之地質圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39 圖 4-7 調查區位之土壤圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39 圖 4-8 調查區位之坡向圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧39 圖 4-9 調查區位之崩塌地分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 圖 4-10 調查區位之土石流分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧40 圖 4-11 調查區位之潛勢溪流分佈圖‧‧‧‧‧‧‧40 圖 4-12 調查區位之斷層分佈圖‧‧‧‧‧‧‧‧‧40 圖 4-13 調查區位之 2001SPOT 衛星影像‧‧‧‧‧40 圖 4-14 調查區位之 2002SPOT 衛星影像‧‧‧‧‧40 圖 4-15 南投地區之 GPS/GIS/RS 整合圖層‧‧‧‧41 圖 5-1 坡地社區環境潛勢災害風險率演算圖‧‧‧‧43 圖 5-2 9 個因子之多變量分析運算結果誤差對照圖‧51 圖 5-3 GPS 衛星訊號接收器‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧56 圖 5-4 GPS/GIS/RS 資料庫系統整合流程圖‧‧‧‧‧58 圖 5-5 坡地社區環境潛勢災害評估模式建構流程圖‧63 圖 5-6 南投縣坡地社區環境潛勢災害資料庫系統畫面‧ ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧64 圖 5-7 南投縣坡地社區環境潛勢災害查詢顯示介面‧64 圖 5-8 南投縣坡地社區環境潛勢災害資料分類查詢介面 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65 圖 5-9 南投縣坡地社區環境潛勢災害現況照片展示介面 ‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧‧65. Ⅵ.

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(11) 摘要. 摘. 要. 關鍵詞：都市防災、全球衛星定位系統、遙感探測、地理資訊系統一、研究緣起南投縣全縣總面積達 410,644 公頃，平地資源非常有限，山坡地大多集中在縣轄區內每一鄉鎮市，面積約 390,372 公頃，佔全縣總面積之 95.01%，含括 13 個坡地鄉鎮市（1 市 4 鎮 8 鄉），總人口數達 538,413 人，其中以南投市人口密集度較高，計有 105,356 人，草屯鎮次之，約 99,342 人，再次為埔里鎮，計有 87,069 人（如表 4），地勢由西向東漸進，東部地形陡急高聳，西部較為平坦，地質構造脆弱，以及降雨不均勻分佈特性，加以近年來工商與觀光產業急速發展，使得坡地多元化發展之人為活動頻仍，因而使其整體坡地環境體系遭受破壞而失去平衡，造成嚴重坡地災害 (崩塌、土石流及坡地沖蝕)，危害南投縣之經濟發展至鉅，因此區域內坡地社區（包括學校、風景區、工業區、遊憩區及 921 震災重建集合式住宅區等）環境潛勢災害之調查與其受災風險評估模式之建構，遂成為南投縣重要經濟建設與觀光產業發展之主要課題。依據歷年相關單位（農委會林務局、水土保持局、內政部營建署、經濟部水利署、交通部公路總局等）所作之調查結果獲知台灣河川上游集水區崩山數量約為 7810 處，崩山面積廣達 15000 公頃。近年來，更因南投縣觀光休閒農業及工商業之擴張，使得該山坡地因人為開發活動頻仍，造成坡地社區環境災害頻傳，如豐丘土石流災害，神木村之地層崩塌滑動，雙龍部落之坡地土砂災害，以及信義鄉、仁愛鄉、國姓鄉等地區之坡地崩塌與土壤沖蝕災害等均屬之。又自 1999 年 921 集集地震以來，南投地區之自然山崩與坡地土砂災害面積急遽新增與擴大，如九份二山韭菜湖與九九峰等均屬之，此增加趨勢對未來南 VII.

(12) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 投縣之地震災後重建工作與產業復甦發展影響至鉅。因此整合 GPS/GIS/RS 科技應用於南投縣坡地社區環境災害特性之調查，與其環境潛勢災害風險評估分析模式之建立，均屬刻不容緩。有鑑於此，本研究擬以二年為期限，運用 GPS、GIS、RS 結合多媒體技術，將南投縣轄區之重建區與非重建區內坡地社區，依其開發型態、規模、災害特性（沖蝕、崩塌、地滑與土石流）及主要岩層特徵（砂頁岩互層、礫石層、及順向坡砂岩層等），先將其劃分為中央山脈山地、八卦山台地、埔里盆地及阿里山丘陵等四地形區，再分別就各不同地形區之災害型態及其主要岩層特徵，且參考目前被南投縣政府列為重要開發區者，均列為本研究計畫之調查區域範圍，予以進行該區域之坡地社區環境基本資料蒐集，及針對 921 震災重建區內坡地社區環境潛勢災害空間分佈特性作差異性分析，進而再輔以現地 GPS 踏勘複查，並將坡地社區環境災害所在區位、地理座標、特性與分佈等相關資料結合地理資訊系統（GIS）與遙測技術（RS），分別作不同坡地社區環境災害潛勢資料圖層之建檔分類，災害影響因子之統計分析與災害潛勢評估模式之建立，俾期提供南投縣政府作為其坡地社區環境災害潛勢分析之重要案例。. 二、研究方法及過程 1. 以南投縣轄區內之阿里山丘陵、八卦山台地、埔里盆地及中央山脈山地等地形區所在之不同主要地層（礫石層、砂岩層及砂頁岩互層等）分佈和其坡地社區環境災害特性（沖蝕、崩塌、地滑與土石流）為研究範圍。並集中以淺山坡地丘陵與盆地地形區為主，進行必要之相關資料蒐集與野外 GPS 災害定位調查。 VIII.

(13) 摘要. 2. 運用法國 SPOT 衛星影像及航空照片判釋分析技術，完成南投縣轄區內 921 震災重建區內之坡地社區環境潛勢災害空間地理位置標定（TMⅡ），並逐步建立坡地社區之典型環境災害代表樣區主題資料（以地形、地質水文與災害環境為主），據以作為其環境潛勢災害研判分析之參考。 3. 利用數位高程（DTM）、遙測衛星影像（RS）及現有 GIS 主題圖層結合現地 GPS 查核，建立區域內不同地形地質分區之坡地社區環境基本資料；包括坡度、坡向、地形、土壤、地質、土地利用、崩坍地、土石流、流域水系、行政區域及主要聯絡道路等相關基本 GPS/GIS/RS 圖層與各類災害屬性資料。 4. 依不同地形地質分區，本（95 年）年度篩選魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 處重建或新建坡地社區為調查樣區，並完成實地潛勢災害點調查計有 66 處，以及完成此 7 處坡地社區之初期環境潛勢災害區分佈圖，同時初步建立該社區環境災害潛勢評估模式，並以實地案例進行模式之初步驗證比對。. 三、重要發現 1.完成以 3S 科技(GPS/GIS/RS)整合應用於南投縣坡地社區基本環境潛勢災害資料庫之建立。 2.完成南投縣坡地社區環境潛勢災害評估模式之初步建置。 3.進行區域內不同坡地社區典型案例之調查分析，並據以作為驗證評估模式之主要實例，以探討模式之可適性。 4.提供 3S 整合科技應用於坡地社區環境潛勢災害之調查分析技術，俾期提升地方政府對於各鄉鎮之坡地社區環境災害防 IX.

(14) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 治技術水準，據以作為建立資訊化坡地社區防救災機制運作之基礎，而有益於整體國家防救災體系之整合建構。. 四、主要建議事項本研究所建立之南投縣坡地社區環境潛勢災害 GPS/GIS/RS 資料庫、GPS/GIS/RS 整合科技於坡地社區永續經營管理層面，可提供地方政府應用，有助於未來坡地社區環境潛勢災害防治技術水準之提升與區域性防救災體系之加速建立，進而提供其他各縣市政府作為坡地社區環境安全管理與防災教育宣導教材之參考範例。立即可行之建議主辦機關：內政部建築研究所、南投縣政府協辦機關：行政院國科會、行政院農委會、各級縣市政府後續研究可增加其他縣市之坡地社區環境潛勢災害調查分析樣本數，並據以作為驗證與修正本研究所建立之潛勢災害評估模式，有助於模式應用層面之拓廣，及探討其在不同地區之地文、水文及地質條件適用性與限制性。長期性建議－依南投縣政府業務執行需要性，進行坡地社區防災人力培訓和技術轉移，此將有利於地方政府都市防災體系之建構和未來作為即時性坡地防災災情通報系統建構之基礎。主辦機關：內政部建築研究所、南投縣政府協辦機關：行政院國科會、行政院農委會、各級縣市政府. X.

(15) 摘要. ABSTRACT Keywords: Urban Disaster Prevention, GPS, RS, GIS, Environmental disasters of community on hill slope in Nantou County has not only recognized as a big issue today but also a serious concern by the resident at Nantou County in central Taiwan. Highly weathering geological formation, uneven distribution of rainfall intensity, steep geomorphology and intensive human activities and landslides induced by 921 Chi-Chi earthquake have been identified as the predominated factors contributing to the environmental disasters of community located Nantou areas. There is 7810 sites of natural landslide with total area of 15000 ha were investigated by the Council of Agriculture.. These natural disasters, which. damage property and human life, can be severe through whole Nantou area. Large-scale landslide, debris flow and surface runoff erosion were identified by satellite imagery interpretation and aerial photography identification on the surface of earth should be required for this project.. Applications of geographic. information systems（GIS） integrated with global positioning systems （GPS） and remote sensing （RS） technology would also be necessary for this research. This project is going to be critical and positive for developing an assessment model of environmental hazard mitigation and establishing a geohazard database system for the community on hill slope in Nantou County. All results can be demonstrated by different variety of GPS/GIS/RS map layers that can give a rough guideline of disaster prevention and hazard mitigation. On slopeland this guideline can help Nantou county government set up their own disaster prevention systems used to keep rural safe and well development after chi-chi earthguake. It is expected that the establishment of risk assessment model can help well-developed community on hill slope and hazard mitigation of Nantou County in central Taiwan.. XI.

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(19) 第一章. 第一章. 緒. 緒論. 論. 第一節研究緣起與背景南投縣位居台灣全島中央，為本省唯一不臨海之內陸縣份（如圖 1-1）。極東為單大山（居東經 121°25’0”、北緯 23°20’0”），極西為名間鄉粗坑（居東經 120°37’0”、北緯 23°50’0”），極南為玉山（居東經 120°36’0”、北緯 23°28’0”），極北為畢祿山（居東經 121°36’0”、北緯 24°20’0”）。全縣總面積達 410644 公頃，其中標高 100 公尺以下之土地面積為 29198 公頃，標高 100~1000 公尺之土地面積為 111931 公頃，標高 1000 公尺以上者面積為 269515 公頃，全區山坡地面積達 390372 公頃，約佔全縣總面積之 95.01﹪，為本省最具典型山坡地特徵之縣份（如圖 1-2）。全縣地形大致可分為盆地、台地、丘陵、山地等四種地形特徵，其中除臺地外，其餘地形排列，均有系統地由西向東循序漸進。其中盆地分別位於埔里、魚池、頭社等地區，且以埔里盆地面積最大，位居全縣最北端面臨北港溪。南邊為頭社及銃櫃兩小盆地。八卦山台地則屬標高 200~400 公尺之洪積台地，頂部平坦，東坡傾斜較緩，西側陡立如壁與沿海平原為鄰，南北端分別為大肚溪及濁水溪所切斷。丘陵地形分佈於台中盆地東側俱為上新世與上新世至更新世之砂頁岩互層與礫岩層所組成（如圖 1-3＆1-4），呈帶狀分佈於高程 350~450 公尺間。諸溪流均向西流入台中盆地匯聚成大肚溪出海，丘陵中諸溪流有崖岸曲流及稍廣之台地堆積，山地分中央山脈與阿里山山脈二部分，中央山脈標高平均在 3000 公尺，自南而北以玉山為主山，群山相連成弧形，各山之澗為全縣主要河流所經， 1.

(20) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 流況複雜，時而向西下瀉，時而橫互與中央山脈平行，地形陡急，水系源短流急，沖刷劇烈。阿里山山脈標高 2455 公尺，向北走有鳳凰山（1655 公尺），集集大山（1403 公尺）及大橫屏山（1080 公尺）西鄰丘陵地帶，其山腳區域因河川沖積形成全縣主要農業區，惟其土壤沖蝕嚴重，影響農耕價值。南投縣位處於多條斷層帶上，特別是國姓、中寮、集集、水里、鹿谷等鄉鎮，由車籠埔斷層和大茅埔－雙冬斷層貫穿期間，據此顯示本區域之發展應著重於環境地質災害之防患。為不讓民眾將辛苦經營之家園，重建在可能將來再次發生錯動的活動斷層上，使其生命財產安全受到嚴重破壞與威脅，對活動斷層兩側一定範圍的土地，必要時由政府公告禁止或限制開發建築，僅得作為公園、綠地、緊急避難廣場或保護區等永久性開放空間。如此一方面可增加開放空間面積，提升居住環境品質，另一方面則可避免斷層活動災害對居民之住宅、生命財產造成重大危害。此外為使政府與民間社會大眾能記取 1999 年 921 集集震災悲慘教訓及創造新的觀光資源，政府可保存部分重點 921 集集地震遺跡，在安全無虞下，透過可行的更新重建計畫，規劃為震災紀念公園或廣場。近年來由於區域內產業多元化發展、人口急速向坡地擴展，濫墾、濫建、濫伐等不當人為坡地開發利用行為日趨嚴重，每遇颱風豪雨即衍生坡地崩坍、地滑、土石流等坡地土砂災害，故整體而言，南投縣非都市土地使用課題應以山坡地之保育利用為主，又因南投縣內地形山多平地少（如表 1-1），山坡地保育利用面積比例佔南投縣平地及山坡地保育利用面積合計之 98.25％，為台灣中部六縣市最高者，且高於中部平均水準（80.35％）甚多；而平地僅佔全縣面積之 1.75％，乃為台灣中部六縣市最低者。 2.

(21) 第一章. 緒論. 第二節研究區域概述南投縣縣轄 13 個鄉鎮市中均有山坡地分佈，其中以仁愛鄉面積達 22827.22 公頃居首，國姓鄉計 15614.45 公頃次之，中寮鄉 14333.88 公頃及信義鄉 11881.04 公頃再次之，餘皆在一萬公頃以下（如表 1-2）。南投縣山坡地計有宜農牧地 43454.01 公頃，佔南投縣山坡地面積之 38.25%，宜林地 59227.08 公頃，佔 52.14%，不分級地（含加強保育地）則有 10910.97 公頃，佔 9.61%。根據表 1-2 知，南投縣山坡地之宜農牧地，包括Ⅰ級地（原 1~2 級）10989.43 公頃，佔宜農牧地之 25.29%，Ⅱ級地（原 3~4 級）32.464.58 公頃，佔宜農牧地之 74.71%。Ⅰ級地以名間鄉之分佈最廣，計有 3112.56 公頃，佔Ⅰ級地面積之 28.56%，其次為埔里、魚池、國姓及南投等鄉鎮市，各有一千餘公頃，集集鎮之分佈為最少，僅為 24.76 公頃。Ⅱ級地以仁愛鄉為最多，計 4684.03 公頃，其次為中寮及國姓兩個鄉亦各有四千餘公頃，水里鄉計 1099.86 公頃為最少。宜農牧地面積以國姓鄉為最多，中寮鄉居次，各為五千多公頃。宜林地以仁愛鄉分佈最廣，計有 16595.47 公頃，佔宜林地面積之 28.02%，其他宜林地面積多者依次為國姓鄉 9193.89 公頃，中寮鄉 8541.30 公頃及信義鄉 7838.93 公頃，宜林地分佈最少者為集集鎮，面積有 438.98 公頃。不分級地（含加強保育地）則在仁愛鄉、水里鄉及魚池鄉之面積較多，各有 1400 多公頃。以各鄉鎮山坡地各級土地面積所佔百分率比較之，宜農牧地以集集鎮所佔百分比最高，計 75.65%，名間鄉 72.36%次之，仁愛鄉只佔 20.86%為最低。宜林地則反之，以仁愛鄉所佔 72.20%為最高，而以名間鄉之 11.81%為最低（如表 1-2）。加以近年來工商業快速發展，人口密集度急速增. 3.

(22) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 加，依 2004 年 12 月統計資訊獲知全區人口已超過 538413 萬人，其中男性有 280187 人，女性有 258226 人。南投縣人文氣息濃厚，區域內計有大學 2 所，觀光與工商產業發展快速，已成為全國重要觀光產業發展重鎮，轄 13 個行政區，為一典型農工商業與觀光產業綜合發展縣市，行政轄區劃分為 1 市 4 鎮 8 鄉 261 村里 4231 鄰（如表 1-3），農產品以水稻、甘桔、葡萄、番石榴、香蕉、蜂蜜、茶葉及竹類等為主，人口多密集於南投市、草屯鎮、埔里鎮。全縣廟宇、文物、古蹟及風景名勝眾多，以藍田書院、碧山巖寺、雷藏寺，南埔陳將軍廟、配天宮、李勇廟、鳳凰山寺、鎮國寺、明新書院、武昌宮為最。縣內教育普及，共有國小 154 所，國中 33 所，公私立高中職 12 所，大專院校 2 所，其中有 191 所學校位於山坡地（如表 1-4）。區域內更有溪頭、廬山、霧社、奧萬大、清境農場、合歡山、武陵等風景名勝，因而帶動全縣觀光產業之發展與改變其區域經濟結構，促使坡地社區開發急速朝向多元化發展，如廬山溫泉山莊、溪頭與杉林溪風景區、清境農場、蕙蓀林場、台大梅峰農場、東埔溫泉山莊、豐丘葡萄觀光果園山莊、日月潭國家風景區、霧社山莊、清境農場等中大型集合住宅區，此均為典型坡地社區之開發案例，唯因受 1999 年 921 集集震災影響，震災後又歷經多次颱風侵襲，其坡地穩定性與其社區環境潛勢災害之防範與監控，乃成為政府（中央與地方）之重要坡地防災政策之一，尤其南投縣內九份二山、韭菜湖、九九峰等順向坡砂頁岩互層及礫石層等地層構造，更不容忽視其坡地環境潛勢災害之存在與威脅，其中又以大型坡地社區；包括學校、廟宇、教會、渡假山莊、風景區、溫泉山莊、工業區及 921 震災重建後之集合式住宅區等人口密集區為最。尤其於每年颱風豪雨季節或再度遭受強烈地震時所面臨之土壤 4.

(23) 第一章. 緒論. 沖蝕、坡地崩塌、地層滑動與土石流等坡地土砂災害，更不可不審慎防範。因此建立南投縣之坡地社區環境潛勢災害評估分析模式，以協助南投縣政府防範坡地災害，降低災害受損層面，縮小受災範圍、減少受災損失，保障居民生命與財產安全，乃成為積極建立南投縣坡地防救災體系之重要措施之一。. 表 1-1 台灣中部各縣市平地及山坡地保育利用面積統計表分區苗栗縣. 台中縣. 台中市. 彰化縣. 南投縣. 雲林縣. 中部區域. 地區項目. 平地. 山坡地保育利用地. 合計. 面積 (ha). 23450.90. 86816.59. 110267.49. 百分比 (%). 21.27. 78.73. 100.00. 面積 (ha). 52770.58. 53600.01. 106370.59. 百分比 (%). 49.61. 50.39. 100.00. 面積 (ha). 10041.24. 5392.49. 15433.73. 百分比 (%). 65.06. 34.94. 100.00. 面積 (ha). 94982.11. 9689.18. 104671.29. 百分比 (%). 90.74. 9.26. 100.00. 面積 (ha). 20271.80. 113592.06. 133863.86. 百分比 (%). 1.75. 98.25. 100.00. 面積 (ha). 116266.10. 8322.77. 124588.87. 百分比 (%). 93.32. 6.68. 100.00. 面積 (ha). 317782.73. 1299741.10. 595195.83. 百分比 (%). 19.65. 80.35. 100.00. 資料來源：台灣地區山坡地可利用限度分級與土地現況調查報告(77.12) 、林務局農林航空測量所備註：航測學會於 87 年完成山坡地土地利用現況調查，惟為配合土地可利用限度分類及超限使用之統計分析，仍採用上表資料。. 5.

(24) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 表 1-2 南投縣各鄉鎮市山坡地可利用限度分類面積統計比較表類別鄉鎮市. 宜農牧地（1~4 級） Ⅰ宜農地 Ⅱ宜牧地. 小計(ha). 宜林地 %. 不分級地. 小計(ha) 百分比小計(ha). %. 總計 (ha). 南投市. 1112.35. 1833.50. 2945.85. 59.52. 1064.15. 21.50. 939.25. 18.98. 4949.25. 埔里鎮. 1367.33. 2941.30. 4308.63. 46.50. 4218.93. 45.53. 738.18. 7.97. 9265.74. 草屯鎮. 591.07. 1599.94. 2191.01. 62.78. 785.82. 22.52. 512.96. 14.70. 3489.79. 竹山鎮. 423.84. 1671.55. 2095.39. 41.77. 2618.59. 52.20. 302.81. 6.03. 5016.79. 集集鎮. 24.76. 1727.98. 1752.74. 75.65. 438.98. 18.95. 125.25. 5.40. 2316.97. 名間鄉. 3112.56. 1144.97. 4257.53. 72.36. 694.74. 11.81. 931.34. 15.83. 5883.61. 鹿谷鄉. 170.37. 2790.67. 2961.04. 48.11. 2904.62. 47.20. 288.71. 4.69. 6154.37. 中寮鄉. 774.39. 4460.05. 5234.44. 36.52. 8541.30. 59.59. 558.14. 3.89. 14333.88. 魚池鄉. 1301.37. 1655.06. 2956.43. 45.96. 2071.77. 32.20. 1405.10. 21.84. 6433.30. 國姓鄉. 1147.42. 4238.89. 5386.31. 34.50. 9193.89. 58.88. 1034.25. 6.62. 15614.45. 水里鄉. 644.47. 1099.86. 1744.33. 32.15. 2259.89. 41.65. 1421.43. 26.20. 5425.65. 信義鄉. 242.03. 2616.78. 2858.81. 24.06. 7838.93. 65.98. 1183.30. 9.96. 11881.04. 仁愛鄉. 77.47. 4684.03. 4761.50. 20.86 16595.47. 72.70. 1470.25. 6.44. 22827.22. 10989.43. 32464.58. 43454.01. 38.25 59227.08. 52.14. 10910.97. 9.61. 113592.06. 總計. 資料來源：台灣地區山坡地可利用限度分級與土地現況調查報告（77.12）備註：航測學會於 87 年完成山坡地土地利用現況調查，惟為配合土地可利用限度分類及超限使用之統計分析，仍採用上表資料。. 6.

(25) 第一章. 緒論. 表 1-3 南投縣各鄉鎮市之村里鄰戶數及人口數統計表區域別. 面. 積. 村裏數鄰數. 戶數. 小計. 人口數男. 女. 戶量人口密度性別比. 南投市. 71.6021. 34. 804. 31,365. 105,322. 53,438. 51,884. 3.36. 1470.93. 103.00. 埔里鎮. 162.2227. 33. 561. 26,898. 86,920. 44,304. 42,616. 3.23. 535.81. 103.96. 草屯鎮. 104.0327. 27. 594. 28,592. 99,523. 50,753. 48,770. 3.48. 956.65. 104.07. 竹山鎮. 247.3339. 28. 482. 17,690. 59,796. 31,167. 28,629. 3.38. 241.76. 108.87. 集集鎮. 49.7268. 11. 127. 4,024. 12,311. 6,495. 5,816. 3.06. 247.57. 111.67. 名間鄉. 83.0955. 23. 369. 11,505. 42,253. 22,380. 19,873. 3.67. 508.49. 112.62. 鹿谷鄉. 141.8981. 13. 174. 6,091. 19,879. 10,625. 9,254. 3.26. 140.09. 114.82. 中寮鄉. 146.6541. 18. 258. 5,283. 16,941. 9,292. 7,649. 3.21. 115.52. 121.48. 魚池鄉. 121.3735. 13. 192. 5,517. 17,549. 9,424. 8,125. 3.18. 144.59. 115.99. 國姓鄉. 175.7042. 13. 159. 6,959. 22,133. 12,144. 9,989. 3.18. 125.97. 121.57. 水里鄉. 106.8424. 19. 213. 7,141. 21,613. 11,410. 10,203. 3.03. 202.29. 111.83. 信義鄉. 1422.4188. 14. 119. 5,035. 17,356. 9,469. 7,887. 3.45. 12.20. 120.06. 仁愛鄉. 1273.5312. 15. 196. 4,753. 15,572. 8,313. 7,259. 3.28. 12.23. 114.52. 合. 4106.4360. 261. 4248. 160853. 537168. 279214. 257954. 3.34. 130.81. 108.24. 計. 資料來源：內政部營建署(2004 年 12 月). 表 1-4 南投縣各級學校與行政區域關係統計表學校. 國小. 國中. 高中. 大學. 合計. 仁愛鄉. 18. 1. 1. 0. 20. 信義鄉. 17. 2. 0. 0. 19. 埔里鎮. 14. 5. 2. 1. 22. 魚池鄉. 9. 2. 1. 0. 12. 國姓鄉. 10. 3. 0. 0. 13. 水里鄉. 9. 2. 1. 0. 12. 草屯鎮. 14. 2. 3. 1. 20. 中寮鄉. 10. 2. 0. 0. 12. 南投市. 16. 5. 3. 0. 24. 集集鎮. 5. 1. 0. 0. 6. 民間鄉. 8. 2. 0. 0. 10. 鹿谷鄉. 10. 2. 0. 0. 12. 竹山鎮. 14. 4. 1. 0. 19. 合計. 154. 33. 12. 2. 201. 鄉鎮. 備註：座落於山坡地上之各級學校共計 191 所資料來源：內政部營建署(2004 年 12 月). 7.

(26) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 圖 1-1 南投縣行政區域圖資料來源：內政部資訊中心(1994). 圖 1-3 南投縣地形分佈圖資料來源：內政部資訊中心(1994). 8. 圖 1-2 南投縣數位地形圖資料來源：內政部資訊中心(1994). 圖 1-4 南投縣地質分佈圖資料來源：中央地質調查所(2000).

(27) 第二章調查工作內容. 第二章調查工作內容第一節調查工作目的根據多年來國內外學者研究坡地環境災害所累積之工作經驗，可知大多數坡地環境災害，若能精確掌握其基本環境資料之建立，並預作災害（情）研判分析，便可有效加以預防而預作補強，進而降低災害程度與範圍，因此相關坡地環境災害特性在空間分佈資訊之建立，更顯得相當重要。近年來，各項資訊科技與災害調查新技術均有突破性發展，台灣已於 1993 年 7 月完成衛星接收站之設立及資料接收，且於 2004 年發射福爾摩沙衛星二號（簡稱福衛二號：FormosatⅡ）升空運轉，均使其資料之應用更具有即時性，而 GIS 技術因具備有空間資訊之儲存、更新、分析及展示能力，更成為目前及未來處理空間災害資料之有效工具之一。故本研究乃應用遙測衛星影像處理技術，配合數位地形（DTM：Digital Terrain Model）及 GPS 進行現場調查，再結合 GIS 科技建立南投縣坡地社區環境潛勢災害之空間分佈資訊，同時整合關聯式資料庫（RDBS： Relational Database System），予以建立南投縣坡地社區環境潛勢災害資訊與其潛勢災害評估模式，深信本研究成果將可對南投縣坡地社區環境潛勢災害之防治、區域防救災體系之建立及坡地環境水土資源之永續經營，兼具實務推廣應用與學術研究參考價值。故其主要研究目的可分述如下： 1)探討遙測技術（RS）、數位地形（DTM）、全球衛星定位系統（GPS）、地理資訊系統(GIS)在南投縣坡地社區環境潛勢災害調查評估技術層面之聯合應用模式。 9.

(28) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 2)結合地理資訊系統（GIS）、航照判釋分析與衛星影像解析能力，研判南投縣坡地社區環境潛勢災害之區域空間分佈特性與資訊。 3)完成南投縣坡地社區數位地形(DTM)與衛星影像等空間分析資料之整合，並具體建立南投縣坡地社區環境潛勢災害基本資料，計包括地形、坡度、坡向、水系、行政區域、土地利用、土壤、地質等重要環境 GIS 圖層，以供南投縣政府作為坡地社區環境潛勢災害監控與防範方案研擬之參考。 4)依據 GPS 查勘所完成之實地坡地社區環境調查結果，予以統計分析後建置南投縣坡地社區環境潛勢災害之 GPS/GIS/RS 圖層檔，以及各處災害區之空間分佈資訊，俾期提供南投縣政府作為未來研訂其轄區內坡地社區防救災應變方案之參考範例。 5)建立區域性災害在空間及時間之分佈特徵，據以完成南投縣坡地社區環境潛勢災害評估模式之建立，俾期提供南投縣政府作為建構其區域內坡地社區環境潛勢災害防治技術之參考。. 第二節調查作業流程台灣地區對於相關坡地環境災害研究已有數十年歷史，對於坡地環境災害之調查，農委會水土保持局（前台灣省農牧局）及農林航空測量所，均曾完成全省崩塌地調查，同時亦有部份學者曾嚐試應用衛星影像分析技術，進行坡地環境災害之調查，或有利用 GIS 之模擬分析能力，展示坡地環境災害發生前後之地景變化（Wu ,1991）。唯近年來，利用地理資訊系統整合遙測技術應用於坡地環境災害之監測管控已漸成趨勢，其研究內容包括以 GIS 結合 RS 技術應用於推測坡地環境災害敏感地帶（Jay,1992），又有應用 GIS 繪製潛在坡地環境災害分佈圖（Robert,1991），及應用數位地形（DTM）進行潛在環境崩坍災害之預測。唯將 GPS、GIS 與 10.

(29) 第二章調查工作內容. RS 等科技相互整合，進行坡地社區環境潛勢災害空間分佈資訊與其潛勢災害評估分析模式之建立，在國內仍屬於坡地防災技術積極推廣應用階段，故值得進行嘗試。有關本專案計畫之主要研究流程及執行步驟列如圖 2-1 所示。. 第三節調查工作方法一、基本資料彙整分析 1. 以南投縣轄區內之阿里山丘陵、八卦山台地、埔里盆地及中央山脈山地等地形區所在之不同主要地層（礫石層、砂岩層及砂頁岩互層等）分佈和其坡地社區環境災害特性（沖蝕、崩塌、地滑與土石流）為研究範圍。並集中以淺山坡地丘陵與盆地地形區為主，進行必要之相關資料蒐集與野外 GPS 坡地社區環境潛勢災害定位調查，並設計電子化現地調查表格（如表 2-2~2-3）及相關基本圖層。 2. 以 GPS 進行坡地社區樣區之座標定位與坡地社區環境現況調查，再運用法國 SPOT 衛星影像進行區域環境之影像判釋分析，先行完成其潛勢災害區位之空間地理位置標定（TMⅡ），並逐步建立魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 處坡地社區樣區主題圖層與其屬性資料，據以作為其社區潛勢環境災害研判分析之參考。二、 GPS/GIS 主題圖層建置利用數位高程（DTM）、遙測衛星影像（RS）及現有 GIS 主題圖層，建立區域內魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 處坡地社區之環境基本主題圖層，計包括坡度、坡向、地形、土壤、地質（含岩層、岩性與構造）、土地利用、崩 11.

(30) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 坍地、土石流、流域水系、集水區、行政區域、人口分佈及社區開發型態等基本 GIS 圖層與屬性資料。三、坡地社區樣區篩選先就南投縣坡地社區所在地層特性依判定後，依不同岩層分類 (礫石層、砂岩層及砂頁岩互層)篩選坡地社區調查樣區，按照岩層分類比例予以區分（如表 2-1），本（95）年度選定南投縣魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 處坡地社區（如圖 2-2），並以礫石層(埔里鎮與集集鎮為主)、砂岩層(魚池鄉與水里鄉為主)與砂頁岩互層(中寮鄉、國姓鄉與鹿谷鄉為主) 之坡地社區進行樣區 GPS 定位、潛勢災害誘因調查、相關社區環境基本資料蒐集和現地社區現況攝影存檔，進而建立其 GPS/GIS/RS 環境圖層，以及該 7 鄉鎮所轄坡地社區樣區(魚池鄉五城社區、國姓鄉柑林社區、埔里鎮桃米社區、水里鄉之上安社區、中寮鄉之龍安社區、鹿谷鄉之內湖社區、集集鎮之龍泉社區等)之環境潛勢災害圖，以俾作為野外調查用之主要參考圖層。四、災害評估模式建置本研究應用 GPS 先從事區域內實地坡地社區樣區之相關環境潛勢災害位址台灣二度座標定位(TMⅡ)，再以多變量統計分析方法（Multivariate Analysis）進行影響坡地社區環境潛勢災害因子之篩選判定，再分別依各潛勢災害因子對坡地社區環境安全與其影響程度之重要性，經由多因子之交互影響統計檢定分析 (Factorial Interaction Analysis)，執行各潛勢災害因子之變異量分析與其影響權重值評定後，據以作為南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式建置之依據，同時亦以該 7 處坡地社區之調查案例，進行模式應用可適性之驗證比對，據以作為模式應用準確性檢測修 12.

(31) 第二章調查工作內容. 正之依據。表 2-1 南投縣轄區內 7 鄉鎮所座落岩層分類統計表岩層鄉鎮. 中寮鄉水里鄉埔里鎮國姓鄉魚池鄉鹿谷鄉集集鎮. 礫岩層位置西北部中部中部及西部東部及西部東北部中部及北部南部. 砂岩層. 比例 10% 約佔 25% 約佔 70% 約佔 20% 約佔 30% 約佔 20% 約佔 65%. 位置西部東部西南部. 比例約佔 10% 約佔 30% 約佔 25%. 中部. 約佔 45%. 砂頁岩互層位置比例中部約佔 80% 西北部及南部約佔 50% 約佔 80% 約佔 25% 約佔 80% 約佔 35%. 中部西部及西南部中部北部. 資料來源：本研究整理南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式建置. 潛勢災害因子判定分析. 環境潛勢災害空間分佈特性分析. 重(新)建區內坡地社區樣區環境基本因子分析. 地形. 地質. 水文等. 數位高程. 因子主題圖. （DTM）資料轉換. 數化掃描. 災害因子分析與權重比例探討. 野外查核準備. 1/5000 航照判釋. 現地樣區踏勘. 潛勢災害屬性資訊建立. GPS 樣區標定 TMII 座標轉換. 航照判釋. GIS 分析. RS 判釋分析. 坡地社區環境 GIS 圖層建置. 環境潛勢災害資訊 GPS/GIS/RS 整合. 潛勢災害分析模式建構環境潛勢災害分析模式案例比對驗証技術移轉至南投縣政府納入國家型坡地防災體系落實本研究成果. 圖 2-1 本專案計畫研究流程圖資料來源：本研究整理. 13.

(32) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 表 2-2 南投縣坡地社區環境潛勢災害實地查核評估表日期：點位名稱. GPS 座標. Y：. 調查人：. X：. 地點：. 地形. 坡向. □：北 □：東北 □：東 □：東南 □：南 □：西南 □：西 □：西北. 因子. 坡度. □：<5﹪□：5~15﹪□：15~30﹪ □：30~40 □：40~55﹪ □：55~100﹪ □：>100﹪. 地質. 岩類. □：沉積岩□：火成 □：變質岩. 因子. 坡型. 岩性. □：硬岩(Ⅰ) □：軟岩(Ⅱ). 岩層：. □：非斜坡 □：斜交坡 □：反向坡 □：順向坡 □：破碎帶. 風化程度. □：輕微風化 □：中度風化. 土壤. 土層種類. □：粉質（M）□：粘質（C） □：砂性（S） □：礫石性（G）□：有機質（PH）. 因子. 土壤深度. □A：1m 以下. 坡面沖蝕. □：平整. 沖蝕程度. □：無蝕溝. □B：1 ~ 4m. □：蝕痕. □：完全風化 □：其他. □C：超過 4m. □：淺槽. □：深槽. □：舊崩塌地 □：新崩塌地. □：中等. □：嚴重. 植生因子植生覆蓋率. □：<30﹪ □：30~50﹪ □：>50﹪. 百分比：. 土地利用土地利用. □：林地. 因子. 現狀. □：輕微. □：高度風化. □：農地. □：建地 □：墓地. □：極嚴重 □：已封層 ﹪ □：其他. （利用概況：. 工程設施護坡工程. □：無 □：有（□：坡面穩定 □：坡址穩定. 排水設施. □：無 □：有（ □：良. 工程損壞. □：無 □：有（受損概況：. 人為活動有害行為. ）. □：尚可. □：劣）. ※ 排水種類：工程建造時間：. □：加載□：切坡□：蓄水□：濫墾（概況：. 影響區位：□社區內 □社區邊 □為一聯外道路 □可替代聯外道路 □耕地破壞歷史：□有. ※ 工程種類：. □無. ）安全距離：. 發生時間：. 破壞情形：破壞原因：備註. 資料來源：本研究整理 14. 調查照片. ））.

(33) 第二章調查工作內容. 表 2-3 南投縣坡地社區環境潛勢災害實地查核評估表(範例) 日期：95.08.09 點位名稱. 桃米路 17-3 號. GPS 座標. 調查人：陳昆廷、戴君翰. Y：2649937 X：242924. 地點：埔里鎮. 地形. 坡向. □：北 □：東北 ■：東 □：東南 □：南 □：西南 □：西 □：西北. 因子. 坡度. □：<5﹪□：5~15﹪□：15~30﹪ □：30~40 □：40~55﹪ ■：55~100﹪ □：>100﹪. 地質. 岩類. □：沉積岩□：火成岩 ■：變質岩. 因子. 坡型. 岩性. ■：硬岩(Ⅰ) □：軟岩(Ⅱ). 岩層：. □：非斜坡 ■：斜交坡 □：反向坡 □：順向坡 □：破碎帶. 風化程度. □：輕微風化 □：中度風化. 土壤. 土層種類. □：粉質（M）□：粘質（C） □：砂性（S） ■：礫石性（G）□：有機質（PH）. 因子. 土壤深度. □A：1m 以下. 坡面沖蝕. □：平整. 沖蝕程度. □：無蝕溝. □B：1 ~ 4m. ■：蝕痕. □：淺槽. □：深槽 □：嚴重. 植生因子植生覆蓋率. □：<30﹪ ■：30~50﹪ □：>50﹪. 百分比：. 土地利用土地利用. □：林地. 現狀. □：農地. □：完全風化 ■：其他. ■C：超過 4m. □：中等. 因子. ■：輕微. □：高度風化. ■：建地 □：墓地. □：舊崩塌地 □：新崩塌地 □：極嚴重 □：已封層 ﹪ □：其他. （利用概況：. 工程設施護坡工程. ）. □：無 ■：有（□：坡面穩定 □：坡址穩定. 排水設施. □：無 ■：有（ □：良. 工程損壞. □：無 ■：有（受損概況：產生張力裂縫. 人為活動有害行為. □：尚可. □：劣. ）. ※ 排水種類：. ）. 工程建造時間：未知. □：加載■：切坡□：蓄水□：濫墾（概況：. 影響區位：■社區內□社區邊 □為一聯外道路 □可替代聯外道路 □耕地破壞歷史：■有. ※ 工程種類：. □無. ）安全距離：0m. 發生時間：88.09.21. 破壞情形：擋土牆破壞破壞原因： 921 集集地震備註. 調查照片. 資料來源：本研究整理 15.

(34) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 國姓鄉. 中寮鄉埔里鎮. 集集鎮. 魚池鄉. 鹿谷鄉. 水里鄉. 高程(m) 0-300 301-1000 1001-1600 1601-2400 2401-3932. 0. µ 5. 10 km. 圖 2-2 南投縣坡地社區調查樣區所在行政區域位相關係圖資料來源：本研究整理 16.

(35) 第三章. 坡地社區環境說明. 第三章坡地社區環境說明第一節地理地形南投縣位於台灣中央，主要有中央山脈、玉山山脈和阿里山山脈等三大山系，以南北走向延伸於縣境，地勢地形由西向東漸進，東部地形陡急高聳，西部較為平坦，而台灣流程最長之濁水溪流經南投縣，全縣地形大致可分為盆地、台地、丘陵、山地等四種地形特徵，除臺地外，其餘地形均以有系統地由西向東順序漸進。其中盆地分別位於埔里、魚池、頭社等地區，以埔里盆地面積最大，位居全縣最北端面臨北港溪。南邊為頭社及銃櫃兩小盆地。八卦山台地為標高 200~400 公尺之洪積台地，頂部平坦，東坡傾斜較緩，西側陡立如壁與沿海平原為鄰，南北端分別為大肚溪及濁水溪所切斷。諸溪流均向西流入台中盆地匯聚成大肚溪出海，山地分中央山脈與阿里山山脈二部分，中央山脈標高平均在 3000 公尺，自南而北以玉山為主山，群山相連成弧形，各山之澗為全縣主要河流所經，流況複雜，時而向西下瀉，時而橫互與中央山脈平行，地形陡急，水系源短流急，沖刷劇烈。阿里山山脈標高 2455 公尺，向北走有鳳凰山（1655 公尺），集集大山（1403 公尺）及大橫屏山（1080 公尺）西鄰丘陵地帶(如圖 3-1)。. 17.

(36) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 第二節氣象水文本研究乃蒐集南投地區氣象水文資料，作為後續研究區內之坡地社區環境潛勢災害風險評估模式建置之重要參考因子。依中央氣象局各測站之觀測項目，保括氣溫、降雨日及相對濕度等資料可提供研究區內各項氣候水文訊息（詳表 3-1）；由於水利署所佈設之雨量測站較為密集，且測站分佈較接近調查樣本位置，故本研究選用水利署 14 處水文站之雨量資料進行分析，以提高研究區域降雨因子之可信度。在氣溫方面，根據交通部中央氣象局 1971~2005 年針對南投地區所量測之氣候資料加以統計分析（詳表 3-1），獲知全區最高月平均溫為六月之 23℃，最低溫為十二月之 13.5℃，而區域內之溫度隨著海拔之增加而呈現遞減之趨勢。在降雨方面，係以靠近東側，接近中央山脈之高海拔地區較大，最大年降雨量達 3144 公厘（翠峰站，高程 2303m），西側低海拔地區則較低，年降雨量最小僅為 1406 公厘（草屯(4)，高程 97m）；研究區內之平均年降雨量介於 1406 公厘至 3144 公厘之間，但降雨分佈不均，大部份集中在每年 5~9 月之颱風梅雨季，約佔總降雨量之 76.44％，其中七月之平均降雨量為 514.5 公厘，高達全年平均降雨量 2228 公厘之 23.09％。本研究為期能選取適當之降雨量或降雨強度進行分析，乃以徐昇氏法（Thiessen Method）作為氣象水文資料分析工具。故由水利署所設之 14 處水文站，先繪製區域內之徐昇氏多邊形，並套疊各坡地社區環境潛勢災害點之分佈位置（如圖 3-1），以明確區分出調查區位之降雨分佈資料及各雨量站對坡地社區樣區之影響性。. 18.

(37) 第三章. 坡地社區環境說明. 表 3-1 研究區域氣象水文一覽表月份. 項目. 一月. 二月. 三月. 四月. 五月. 六月. 七月. 八月. 九月. 十月. 十一月. 十二月. 平均(總計). 月平均氣溫(℃) 月平均最高氣溫(℃) 月平均最低氣溫(℃). 14.1 25 2.5. 19.1 27.9 12.6. 20.7 28.2 15.7. 22.7 30 18.1. 22.5 30.1 17.6. 23 30 18.2. 21.9 29 19.2. 21.3 29.1 16.3. 19 28.4 13.3. 14.4 24.9 1. 15.4 28 6.4. 13.5 22 4.1. 18.97 27.72 12.08. 月平均降雨日(天) 月平均相對溼度(％). 11 78. 5 78. 9 84. 11 83. 22 87. 17 87. 22 90. 22 88. 15 85. 18 84. 11 85. 8 81. (171) 84.17. （資料來源：交通部中央氣象局，1999~2005）. 單位：mm. 表 3-2 研究區域所屬各雨量站之月平均雨量雨量站. 月份. 三月. 四月. 五月. 六月. 七月. 八月. 九月. 十月. 37.29 52.86 72.67 52 102 58.71 46.14 47.14 197.57 45.29 76.86 61.14 63.83 218.29. 75.29 111.14 103.17 76.57. 97.71 131.86 133.5 110.29 204.71 87.57 104.86 93.71 296.14 134.29 116.29 82.71 139.5 286.14. 269.29 323.7 252.17 511.57 371.29 191.14 227.57 294.14 476.71 281.71 230.14 183.43 215.17 397.86. 227.14 326 324.8 367.57 353.71 259.29 248.71 487.29 374.29 341.57 405.71 157.71 324 282.43. 393 541.43 618.3 562.29 566.14 466.29 438.86 711.29 530.57 469.29 522.71 384.86 495.17 503. 335.86 511.86 504.5 495.29 257.29 316.57 392.86 546.71 406.71 351.29 336.43 297.14 296.83 320.71. 135.43 206.29 311 200 129 170.29 185 364.14 242.86 128.86 98.29 110.57 91.17 167.57. 48.43 65.43 85.83 40.43 44.71 24.71 74.71 51 125.29 39.86 31.86 19 24.33 85.14. 145.14. 60.57 83.14 73.14 246 89.86 87.14 52.14 71 241.71. 十一月 19.43 35 290 9.29 19.14 6.71 44.43 12 46.14 17.14 11 4.57 12.83 31. 十二月 44.29 56 67.33 39.43 51.29 34.14 63.43 43 94.71 50.33 41.43 29.14 47.33 71.29. 平均年雨量 1712.45 2422.14 2815.94 2498.16 2298.42 1701.7 1949.57 2753.85 3143.99 1988.49 1991 1405.7 1819.83 2691. 19. （資料來源：經濟部水利署，1992~2005） 19. 坡地社區環境說明. 29.29 60.57 52.67 33.43 54 25.71 39.86 30.29 107 39 33.14 23.29 38.67 85.86. 二月. 第三章. 內茅埔(2) 西鑾望鄉集集(2) 蕙蓀(2) 六分寮東埔桶頭(2) 翠峰龍神橋北山(2) 草屯(4) 清流(1) 翠巒. 一月.

(38) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. N. 高程(m) 0-300 301-1000 1001-1600 1601-2400 2401-3932. 圖 3-1 南投縣之 3D 數位地形圖資料來源：內政部資訊中心(1994). 圖 3-2 GPS 調查點位與徐昇氏降雨網圖資料來源：本研究整理 20.

(39) 第三章. 坡地社區環境說明. 第三節地質土壤一、地質 1.岩層特性研究區域內之岩層分佈依其年輕至古老生成年代，分別由全新世之現代沖積層而至始新世之新高層，包括始新世至漸新世之四稜砂岩層、中新世之廬山層和少部分始新世新高層（如圖 3-3），各地層岩性之說明彙整如表 3-3 所示：表 3-3 南投縣坡地社區所座落之地質(層)說明年代全新世. 地層現代沖積層. 臺地堆積層. 更. 頭嵙山層. 新世. 卑南山礫岩層. 卓蘭層上新世. 錦水頁岩層. 三峽群. 說明分佈於平緩的溪谷中或低平的沖積平原上，主要成份以黏土、粉砂、砂和礫石組成，大部份尚膠結不良，其最上部有相當大的部份常被風化成土壤。大多數由未經膠結的礫石及夾在其中的平緩的砂質或粉砂質凸鏡體組成，一般層理和淘選度都很差。粘土和粉砂所成的填充物是臺地堆積層的主要色劑。本層可分成以砂岩為主及以礫岩為主的兩岩段，兩岩段呈犬牙交錯，皆分布於大茅埔雙冬斷層西側。以砂岩為主的岩段中偶夾泥岩或粉砂岩，其砂岩呈棕色，中至粗粒，岩質疏鬆，偶夾礫石；分布於建安橋、雙連潭、北坑子、鹿肚石坑及竹內角一帶。以礫岩為主的岩段中偶夾凸鏡狀砂岩，礫岩為顆粒支持，礫石為圓度佳，球度普通，石英岩質，顆粒大小各處不一，長軸一般小於 30 公分，分布於頭溢坑、抽藤坑及坪頂一帶。厚層礫岩層，是海岸山脈中最新的地層單位，主要出露地點在卑南山。大部分僅限於海岸山脈南端卑南大溪的下游。卑南山礫岩大多由來自臺東縱谷西邊中央山脈變質岩區的礫石組成，礫石為直徑五到十五公分大小的各種不同變質岩類。本岩層的層理和淘選度都不太好，其粗粒碎屑岩係屬山麓或沖積扇堆積物(pied-mont deposit) 。地層屬淺水相沈積物，由砂岩、粉砂岩、泥岩和頁岩的互層組成。砂岩呈淡青色、灰色或淡灰色，細粒、略含雲母質，質地較鬆軟。頁岩和泥岩呈青灰色或暗灰色，在互層出露區域常形成單面山或猪背地形，成為本地層的重要地形特徵。此頁岩單位可以作為台灣西部地層對比上的重要指標層，本層向上向下分別和卓蘭層及桂竹林層整合接觸。頁岩呈深灰色，具有發育良好的球狀剝離構造，通常夾有暗灰色凸鏡狀砂岩層以及粉砂岩和泥岩薄層。地層可分為下部之南莊層和上部之桂竹林層。南莊層分佈於大橫屏向斜之軸部、大岸山向斜之南端、集集大山向斜核部之周圍、鳳凰山脈北端與西坡，楠仔腳萬溪與和社溪上游，岩性以砂岩為主。桂. 21.

(40) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 表 3-3 南投縣坡地社區所座落之地質(層)說明(續 1). 中. 瑞芳群. 新世. 野柳群. 四稜砂岩層. 眉溪砂岩層. 白冷層漸新世. 大桶山層. 乾溝層. 水長流層五指山層蚊子坑層粗坑層始新世 | 漸新. 22. 西村層. 佳陽層. 竹林層分佈於烏溪北岸之馬鞍寮斷層與啤貓斷層間，以砂岩為主要岩性。瑞芳群包含兩個地層，一為石底層，一為南港層在台灣中部，南港層又名水裏坑層，南港層由厚層到薄層青灰色細粒石灰質砂岩和深灰色頁岩或粉砂岩構成石底層為一含煤地層，但是在台中縣境內煤層已消失，在台灣中部，大坑層是與含煤的石底層相當的海相地層Ｍ j 地層主要分布在烏石坑、竹林一帶。野柳群相當的地層名為大坑層，其標準地點位於南投縣東中寮附近山地中，大坑層整合位於前述漸新世粗坑層之上，其下部由淡灰色厚層到中層的砂岩和深灰色頁岩構成，厚約二百到三百公尺，其上部由深灰色頁岩和砂岩及頁岩的互層構成，約厚四百到五百公尺。頁岩中含有海綠石，海綠石的富集帶也在多處地點發現。大坑層位於漸新世晚期粗坑層 (相當五指山層) 之上，其間並無明顯的間斷，所以按照地層層序，可以對比臺灣北部麓山帶中的野柳群。以厚層淺灰色到灰白色石英岩質砂岩或石英岩為主，夾有暗灰色硬頁岩或板岩，砂岩混有炭質頁岩時常呈現暗灰的色調。炭質頁岩部分可以變為煤或石墨質煤的凸鏡體，因含有太多的雜質，不值得開採。砂岩是中粒到粗粒，甚至可以達到礫石般大的粗粒石英岩。主要由層理良好的灰色細粒至粗粒堅硬砂岩和砂岩與黑色硬質岩的互層組成，夾有薄層炭質頁岩。在本層的頂部，有一層厚一至五公尺的石英礫岩狀砂岩，含有許多米粒般大小的石英礫，並常夾有貝類化石，砂岩多具泥質。主要部分為白色或灰白色、細粒到粗粒的石英岩質砂岩，其中夾有灰色的緻密砂岩和深灰色硬頁岩或板岩的互層，頁岩夾層在底部較多。砂岩的層厚可以從二十公分到二公尺不等，也有呈塊狀者。砂岩一般膠結堅強，具有交錯偽層，局部是礫岩狀砂岩。本層下部由暗灰色到黑色硬頁岩和顏色相近的灰色細粒砂岩和泥砂岩互層構成。下部由暗灰色堅緻的硬頁岩和砂質頁岩羼雜著少量砂岩或泥質粉砂岩的互層組成，硬頁岩或泥岩在濕的時候呈塊狀，乾時就顯出良好的裂面或劈理面。以受了變堅作用成為硬頁岩或是受了變質作用成為板岩的黑色到深灰色頁岩質沉積物為主。乾溝層中含砂岩夾層不多，但是砂岩的成分由下而上逐漸增加，所以慢慢的就由乾溝層遞變為大桶山層。組成岩層以黑色硬頁岩和輕度變質的頁岩為主，一般岩石的變質度至為輕微。此層由暗灰色到黑色的硬頁岩構成，裡面常常含有海綠石或硫化鐵等礦物，海綠石的含量局部可高達百分之五十。以塊狀、厚層、白色、細粒到粗粒的砂岩為主要特徵，砂岩的主要部分為正石英岩或原石英砂岩，另有一部分是長石質砂岩由厚約一百公尺的粗粒至極粗粒原石英砂岩組成，並含石英質礫石以及薄層黑色硬頁岩和炭質頁岩的夾層，屬濱海沉積的岩層由深灰色頁岩、灰白色砂岩，和凝灰質沉積岩混合組成由葉理發達的深灰色板岩和千枚岩質板岩所構成，夾有暗灰色、中粗粒、堅硬的石英砂岩互層，這種互層尤其常見於本層的較下部。此層在岩性和地層層位上被認為可以和雪山山脈帶中部的佳陽層相當。主要由厚層板岩組成，夾有少量細粒砂岩或粉砂岩，板劈理至為發達，板岩中夾有少許燧石團塊。本層中所夾的砂岩由東向西遞增，.

(41) 第三章. 坡地社區環境說明. 表 3-3 南投縣坡地社區所座落之地質(層)說明(續 2) 世. 畢祿山層. 始新世. 達見砂岩層. 十八重溪層. 但是地層厚度則由東向西減少。此層的底部為黑色皮岩和變質砂岩的互層，砂岩為淺灰色，細粒至中粒，層厚數公分至一公尺半。主要部分是深灰色的板岩和千枚岩，夾著一些薄層到中層暗灰色至白灰色的石英岩和石灰質或泥灰質的凸鏡體，有時也含有不規則的礫岩層但在變質的泥質岩層中夾有較厚的變質砂岩層，有的為石灰質砂岩，有的為長石質砂岩，砂岩粒度由細粒至粗粒，層厚也有薄有厚。下部主要為細粒至粗粒石英岩、綠色綠泥石質砂岩、粉砂岩及少量板岩；中部大都為粗粒石英岩，交錯層至為發達；上部為厚層中粒至粗粒石英狀砂岩，夾有少量頁岩或炭質頁岩。本層下部的綠色砂岩為認識達見砂岩的重要指標。由黑色至暗灰色板岩組成，其中夾有薄層變質砂岩以及板岩和變質砂岩所成黑白相間的薄葉互層(interlaminations)，是為其主要岩性特徵。板岩中的砂岩為石英岩質，非常堅硬，呈中粒至細粒，淺灰色，有時微具石灰質。. 資料來源：中央地質調查所(2000). 圖 3-3 南投縣研究區域之地層分佈圖資料來源：中央地質調查所(2000) 23.

(42) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 2.地質構造南投縣境內主要以車籠埔斷層南以古坑斷層為界，約略以南－北走向向北延伸 83 公里，至豐原及神岡一帶斷層軌跡轉折呈東北東－西南走向延伸至苗粟縣卓蘭鎮內灣村，此後以一系列約略呈西北－東南走向至南－北走向之正斷層向東與雙冬－大芧埔斷層相接。雙冬－大芧埔斷層位於車籠埔斷層東側約 2 公里處，南北界線大略由古坑斷層以北至卓蘭鎮，其走向與車籠埔斷層大致平行。唯 921 集集大地震主震所誘發之活動塊體範圍均位於車籠埔斷層與雙冬－大芧埔斷層間之狹長區域，南以古坑斷層為界而北至卓蘭鎮，為一南北走向約 15.5×2 公里之長條形區域(如圖 3-4)。. 圖 3-4 研究區域之斷層分佈圖 24. 資料來源：中央地質調查所(2000).

(43) 第三章. 坡地社區環境說明. 二、土壤依據美國(1960 年)之土壤分類系統，區域內之土壤類別可分為紅壤、黃壤、崩積土、石質土及沖積土等五類。紅壤多位於平原低地，黃壤分佈於淺山丘陵之緩坡地或較安定的山脊，崩積土則分佈於淺山陡坡或深山地區的山腰及山腳處，石質土分佈則以極陡坡地或峭壁為主，各主要土壤類別(如圖 3-5)列述如下： 1) 紅壤：為土壤剖面化育度極高之土壤，質地細緻，pH 值低，土壤構造良好。土壤中砂粒及粉土內所含可風化礦物質少於 10%，具有粘聚層(Argillic horizon)，依美國新土壤分類法可歸屬於中高度發育之高育土綱(Ultisols)。 2) 黃壤：土壤剖面可見明顯化育，且較具風化礦物質，pH 值及鹽基飽和度較紅壤高，土壤成分淋失少，但其土壤構造不如紅壤佳，依美國新土壤分類標準，應可將其歸屬為淋餘土(Alfisols) 或幼育土(Inceptisols)，前者土壤化育較為完整，後者則屬化育較淺之土壤。 3) 崩積土：為較新生成之土壤，大多由土石崩塌滑落後堆積而成之土壤，土壤剖面化育較不完全，含石量較高，其性質與美國新土壤分類中之幼育土相近。 4) 淡色崩積土：其土壤發育較久，因而呈現黃色或灰黃色，深層土壤之化育層次較明顯，土壤構造為小至中鈍塊狀或屑粒狀。表土成極端酸性至中性（pH 值為 4.1~5.6，平均值 4.8），底土平均為 5.1，呈強酸性。 5) 暗色崩積土：其土色與母岩接近，底土多呈暗粽或暗橄欖棕色。表土呈極酸性至中性(pH 值為 4.1~5.6，平均值 5.1)，底土呈極強酸至弱酸性(pH 值為 4.4~5.9，平均值 5.34)。土壤構造為屑 25.

(44) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 粒狀或中鈍角塊狀。 6) 石質土：屬最新生成之土壤，多位於急陡而不安定之坡地上，為一具有岩石性質之土壤，未具明顯土壤剖面化育，土色接近母質，構造不明顯，其性質與母岩相近，依美國新土壤分類標準應可歸屬為新成土(Entisols)。 7) 沖積土：本類土壤散見於區域內各山間谷地，土壤係由水流攜帶物沉積而成，其土壤顆粒排列具方向性，土壤中之肥力大多已被水流淘選流失，故其肥力較低而呈貧瘠狀，其土壤剖面常因形成年代不同而有新舊沖積土之分，其性質分別類似美國新土壤分類法中之新成土與幼育土。. 圖 3-5 研究區域之土壤分佈圖資料來源：水土保持局 26.

(45) 第三章. 坡地社區環境說明. 第四節坡地社區本年(95)年所選定之坡地社區樣區主要以其所座落之不同地形地質分區予以區分，依區域內之礫石層、砂岩層和砂頁岩互層等不同岩層選定魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 鄉鎮作為坡地社區樣區，並說明如表 3-4：一、礫石層地區：魚池鄉礫石層主要分佈於鄉內之東北部，佔全鄉總面積 (6433.3ha)的 40%；水里鄉(5425.65ha)、鹿谷鄉(6154.37ha)和埔里鎮(9265.74ha)之中部區域皆有礫石層分佈，分別佔各鄉鎮總面積的 25%、10%和 30%；國姓鄉(15614.45ha)和埔里鎮之西部亦有部份礫石層分佈，其分別佔各鄉鎮總面積的 15%和 40%；集集鎮 (2316.97ha)之南部則有 65%之礫石層分佈，其餘皆在國姓鄉之東部及鹿谷鄉北部，上述各礫石層皆屬現代沖積層，唯有中寮鄉 (14333.88ha)西北側約有 8%之礫石層分佈區，係屬漸新世五指山層(如圖 3-6)。二、砂岩層地區：砂岩層主要分布於 7 個鄉鎮中的中寮鄉、水里鄉、魚池鄉和埔里鎮(如圖 3-7)。中寮鄉之砂岩層主要分佈於西部，佔中寮鄉全鄉總面積的 10%，主要以頭嵙山層為主；水里鄉之東部約佔有全鄉總面積約 30%之砂岩層；而魚池鄉之砂岩層位於中部，佔全鄉總面積的 45%，此兩處所處之砂岩層皆屬漸新世四稜砂岩層，另在魚池鄉東部有部分始新世達見砂岩層出露，約佔全鄉總面積的 20%；埔里鎮之砂岩層則分布於鎮境之西南部，約佔全鎮總面積的 25%，亦屬. 27.

(46) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 典型之四稜砂岩層，而其鎮境東南方則有少許達見砂岩層出露，約佔全鎮總面積的 8%。三、砂頁岩互層地區：水里鄉、中寮鄉、魚池鄉、國姓鄉、鹿谷鄉和集集鎮均有砂頁岩互層之分佈(如圖 3-8)為研究區域內分布最廣之岩層，中寮鄉、國姓鄉和鹿谷鄉皆集中於中部，約佔各鄉總面積的 80%，中寮鄉乃屬野柳群、瑞芳群及卓蘭層，國姓鄉則屬瑞芳群，鹿谷鄉則為卓蘭層；水里鄉之砂頁岩互層主要分布於其鄉境之西北部及南側，西北部屬白冷層，約佔全鄉總面積的 45%，南側為大桶山層，約佔全鄉總面積的 45%；而魚池鄉之瑞芳群砂頁岩互層主要分布於該鄉之西部及西南部，約佔全鄉面積之 25%；與集集鎮之砂頁岩互層同屬瑞芳群分布於集集鎮之西北側，約佔該鎮面積之 15%。表 3-4 研究區域之地質類別表礫岩層名稱五指山層. 比例約佔 10%. 位置西部. 現代沖積層現代沖積層. 約佔 25% 約佔 70%. 東部. 現代沖積層. 約佔 20%. 現代沖積層. 約佔 30%. 現代沖積層. 現代沖積層資料來源：本研究整理 28. 岩層. 中寮鄉. 位置西北部. 水里鄉. 中部. 埔里鎮. 中部及西部東部及西部東北部. 鄉鎮. 國姓鄉. 魚池鄉. 鹿谷鄉. 集集鎮. 中部及北部南部. 西南部. 砂岩層名稱頭嵙山層. 四稜砂岩層四稜砂岩層、達見砂岩層. 比例約佔 10% 約佔 30% 約佔 25%. 砂頁岩互層名稱野柳群、瑞芳群、卓蘭層西北部白冷層、及南部大桶山層位置中部. 比例約佔 80% 約佔 50%. 中部. 瑞芳群. 約佔 80%. 西部及西南部. 白冷層、大桶山層. 約佔 25%. 約佔 20%. 中部. 卓蘭層. 約佔 80%. 約佔 65%. 北部. 瑞芳群. 約佔 35%. 中部. 四稜砂岩層、達見砂岩層. 約佔 45%.

(47) 第四章. 照片 1 國姓鄉柑林社區. 調查結果分析探討. 照片 4 國姓鄉昌榮巷 67 號. 照片 5 水里鄉新興村帝君巷 21-2 號. 坡地社區環境說明. 29. 圖 3-6 研究區域內各坡地社區所在礫石層之範圍照片 3 鹿谷鄉仁義路 84-22 號. 資料來源：本研究整理. 第三章. 照片 2 水里鄉新興村帝君巷 2-7 號. 照片 6 鹿谷鄉仁義路 88 號. 29.

(48)

(49) 第四章. 調查結果分析探討. 照片 8 魚池鄉五城巷 32 號. 照片 9 水里鄉山頂巷 91-29 號. 照片 11 魚池鄉華龍巷 5-1 號. 圖 3-7 研究區域內各坡地社區所在砂岩層之範圍資料來源：本研究整理. 照片 12 水里鄉頂崁巷 151 號 39. GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 30 照片 10 埔里鎮桃米路 17-3 號. 照片 7 中寮鄉龍南路 35 號.

(50) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 照片 17 國姓鄉昌榮巷 67 號. 照片 14 集集鎮龍泉巷 7 號. 照片 16 中寮鄉瀧林巷 26 號. 資料來源：本研究整理. 坡地社區環境說明. 31 40照片 15 鹿谷鄉中正路 3 段 561 號. 圖 3-8 研究區域內各坡地社區所在砂頁岩互層之範圍. 第三章. 照片 13 中寮鄉爽文村鄉林巷 140-1 號. 照片 18 水里鄉圳頭巷 33 號.

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(52) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 32.

(53) 第四章. 調查結果分析探討. 第四章調查結果分析探討第一節調查資料彙整建檔本計畫以南投縣境內之礫石層、砂岩層與砂頁岩互層等地層岩性作為調查區域之劃分，並配合區域內坡地環境之人文、水文、地文特性與災害類型為重點，本研究目前已完成南投縣魚池鄉、水里鄉、國姓鄉、中寮鄉、鹿谷鄉、埔里鎮和集集鎮等 7 鄉鎮之坡地社區環境基本資料彙整分析（如表 4-1 ），並以 DTM 結合 GIS 與 RS 技術完成坡地社區環境潛勢災害資訊圖層之建置，且與遙測、航照及實地相片等影像作資料整合處理分析，終至建立以 GPS/GIS/RS 整合科技為主架構之坡地社區環境潛勢災害評估模式。針對本計畫所完成調查之坡地社區環境潛勢災害區 66 處套疊於各類 GIS 基本圖層（如圖 4-1），並進行各坡地社區環境潛勢災害樣區之實地現況查核與 GPS 定位與數位實景拍攝（如照片 4-1~4-8），且均就各地區現況查核資料進行建檔，其內容包括坡地社區環境潛勢災害之地質岩性、地形地貌、社區型態與邊坡穩定工法等相關資訊，同時於進行調查時，併同繪製簡圖說明標記，且依序填報於調查表中，另再依調查結果進行各潛勢災害區現況、災害影響程度、環境風險值估算、環境潛勢災害危險分級等各項成果評估、比對與分析，同時一併於現地直接進行各項坡地社區環境基本資料查核填報。各項建檔資料格式計包括文字、數據、影像及圖層等 4 類，據此已可充分掌握各調查樣區之 GPS/GIS 完整資訊，此將有利於後續研究之推展與環境潛勢災害之比對分析，目前研究區內坡地社區環境潛勢災害可能施設之防治工法彙整如圖 4-2 所示。 33.

(54) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 表 4-1 本研究計畫使用之各類基本資料一覽資料類別. 資料來源（年度）. DTM 數值地形圖. 內政部地政司（1994、2000）. 航照像片基本圖. 農委會農林航測所（1996、2000、2003）. 衛星影像圖(SPOT). 中央大學衛星遙測中心（2001、2002）. 數化地質圖(台灣地區 1/50000). 中央地質調查所（2000）. 集水區水系圖(含編碼). 行政院農業委員會（1998）. 崩塌地暨土石流分佈地形圖. 農委會（1986、2001）成大防災中心（2000、2001）水土保持局(2005). 地形圖(25000 及 50000 分之一). 內政部資訊中心（1994）. 坡地土壤圖（五十萬分之一）. 農委會水土保持局（1998）. 行政區域圖(含各鄉鎮). 內政部民政司（2000）南投縣政府(2005). 南投縣坡地社區環境潛勢崩塌地分佈位置南投縣建設局（2005）南投縣坡地社區 921 震災重建治理報告. 行政院 921 重建委員會（2004）. 地震測站資料. 中央氣象局（2004）. 雨量站資料. 中央氣象局（2004）經濟部水利署（2004）. 資料來源：本研究整理. 34.

(55) 第四章. 套疊經建版地形圖. 調查結果分析探討. 套疊衛星影像圖. 套疊 3D 影像圖. 圖 4-1 研究區內各調查 GPS 點位套疊於不同環境屬性之 GIS 圖層資料來源：本研究整理 35.

(56) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 照片 4-1 鹿谷鄉和興巷 66 號. 照片 4-2 集集鎮富山國小. 照片 4-3 埔里鎮中心路 45 號. 照片 4-4 魚池鄉共和村碧山巷 3 號. 照片 4-5 水里鄉明權巷 69 號. 照片 4-6 中寮鄉龍草路 9 號. 照片 4-7 國姓鄉長壽巷 85 號. 照片 4-8 中寮鄉爽文國小. 資料來源：本研究整理 36.

(57) 第四章. 邊坡. 邊坡表層穩定工法. 工法生物性穩定工法. 調查結果分析探討. 邊坡內部穩定工法. 植生工法排水工法滑動防止椿工法. 被覆工法噴漿工法砌壓工法. 加勁土工法. 格子樑工法. 物理性穩定工法. 落石防護工法柵工法. 地錨工法燒結工法. 蛇籠工法壓重填土工法組合擋土工法水泥穩定處理工法. 化學性穩定工法. 石灰穩定處理工法. 灌漿工法離子交換工法電氣化學工法. 圖 4-2 各類坡地社區護坡穩定工法配置流程圖資料來源：本研究整理. 第二節調查結果統計分析本調查研究於本(95)年度共計完成野外調查之坡地社區環境潛勢災害區之 GPS 定位計 66 處，其中中寮鄉調查 11 處，水里鄉有 15 處，埔里鎮為 13 處，國姓鄉則有 7 處，魚池鄉也調查 10 處，鹿谷鄉與集集鎮分別調查 6 處與 4 處，其中坡地社區環境邊坡有潛勢沖蝕災害者 13 處，約佔總調查數之 19.70%，在總調查數中，中寮鄉、埔里鎮及集集鎮之坡地社區環境潛勢災害型態大多以坡地逕流嚴重沖蝕及自然崩塌、土石流為主，而國姓鄉、鹿谷鄉則以地滑. 37.

(58) GPS/GIS/RS 科技整合應用於南投縣坡地社區環境潛勢災害分析模式之研究. 與土石流為主要災害型態。據此可知不同地形地質分區所展現之坡地社區環境潛勢災害型態亦有所不同，因此地質和地形因素則成主控坡地社區環境潛勢災害之重要自然因子，其中又與地質構造及地形坡度關係密切，只因區域之降雨特性，且大多數之坡地沖蝕、崩塌與土石流大多與區域降雨特性密不可分，因此水文條件中之降雨量與降雨強度亦為影響坡地社區環境潛勢災害之重要自然因素。而南投縣於歷經 921 地震災後，坡地之岩層亦大量鬆動，若併同颱風豪雨更易助長其坡地環境潛勢災害之形成與受災風險度之提升。. 第三節 GPS/GIS/RS 圖層建置本研究目前已完成之南投縣中寮鄉、水里鄉、埔里鎮、國姓鄉、魚池鄉、鹿谷鄉、集集鎮等 7 處鄉鎮坡地社區 GPS/GIS/RS 主題圖層之建置，且均以座落於礫石層(如埔里鎮之桃米社區&集集鎮之龍泉社區)、砂岩層(如魚池鄉之五城社區&水里之上安社區)和砂頁岩互層(如中寮鄉之龍安社區&國姓鄉之柑林社區&鹿谷鄉之內湖社區 )之坡地社區樣區為主，所完成之社區基本環境 GPS/GIS/RS 圖層計有；衛星影像、地質、地形、行政區域、坡度、坡向、土壤等各類基本圖層，以及各調查坡地社區樣區區位分佈圖(如圖 4-3~4-14)，已完成之各相關圖層均可作為未來南投縣該 7 鄉鎮坡地社區環境潛勢災害分析之基礎圖層，因此本研究再對各圖層所進行之各圖層資料結構之重組與套疊等進行加值處理(如圖 4-15)，以便作為其環境潛勢災害評估分析模式建置時所需之各項水文與地文資訊，及野外查核作業所需之重要工作底圖。而有利於未來該 7 鄉鎮坡地社區環境潛勢災害資料庫之整合建置。. 38.