公路土壤邊坡與擋土支撐監測系統精進及預警系統測試

公路土壤邊坡與擋土支撐監測系統精進及預警系統測試

Improvement of wireless monitoring modules for roadside slope and testing of warning system

主管單位：交通部運輸研究所

曾文傑¹ 蔡立宏¹ 賴瑞應¹ 黃安斌² 張文忠³

Tseng, Wern-jier Tsai, Li-Hung Huang, An-Bin Chang, Wen-Jong

1交通部運輸研究所

2成大研究發展基金會

3國立成功大學

摘要

本計畫針對公路土壤邊坡可能遭遇之土層滑動破壞，進行解析法分析並搭 配無線土層反應監測模組，測試發展適用於土層之解析法依時預警模式，用以 互補現有以雨量監測為指標之經驗法預警模式，提高預警之準確與時效性。研究 依滑動面發生於飽和土層之飽和層滑動及非飽和土層之淺層滑動，淺層滑動為 延續前期研究成果，持續進行現地監測與模式測試，並精進現有模組；飽和層 滑動以結合具嚴謹力學及通用性之解析法邊坡穩定分析及量測表層土層反應之 無線監測模組，利用建立之場址水文與地質模型進行水力力學耦合邊坡滑動數 值分析，並加入擋土支撐系統土壤結構互制效應，預測擋土邊坡依時性反應，

作為無線土層與結構反應監測模組佈設及制定警戒值之依據，以發展場址客製 化具依時特性之公路土壤邊坡擋土支撐滑動預警架構。所開發之監測模組以廣為 應用於物聯網之微機電感測系統，結合無線通訊與雲端儲存顯示技術，整合具 無線通訊功能且可監測地表傾角、土中分層濕度、溫度及孔隙水壓之監測模組，

形成分佈式土層滑動感測網路，作為相關防災作為啟動之參據。

成果效益與應用情形：

1.考慮崩積土層水力力學耦合解析法推論，加入邊坡土壤與支撐系統互制 分析，發展具依時特性之公路土壤邊坡降雨滑動監測及預警技術，以利 災害管理。

2.利用伴隨物聯網興起之電子系統整合優勢，發展現地無線土層與支撐系 統監測模組，應用於降雨引致地質災害監測與預警。

3.研究成果提供交通部、公路總局與臺灣鐵路管理局之養護與工務單位應用 參考。

關鍵詞：邊坡破壞、無線監測模組、水力力學耦合分析、依時預警系統、物聯網

Abstract

The analytical method, collocated with wireless soil response sensing module, is used in this program to analyze and test and develop an analytical method time-

dependent warning early system applicable to the soil layer aiming at the soil layer sliding damage that may happen to the slope road soil to supplement the existing early warning mode with rainfall monitoring as an indicator to improve the accuracy and timeliness of early warning. The research is based on the sliding of saturated zone in a saturated soil layer and shallow sliding in a layer of unsaturated soil. The shallow sliding is the continuation of the previous research results, which proceeds with in- situ monitoring and model-based testing, as well as advancing the existing modules;

sliding of saturated zone combines the rigorous dynamics and universal analytical method of slope stability to analyze and measure the wireless sensing module of the surface soil response, using the set-up site hydrological and geological model to carry out hydro-mechanical coupling numerical analysis of slope sliding, including earth support system soil structure interaction effect, predicting the earth support real-time slope response as a basis for the deployment of wireless soil and structural response sensing modules and the establishment of warning value to develop site-customized slope road soil earth support sliding warning structure with real time slope road soil earth support sliding warning structure. The developed sensing module combines the micro-electro-mechanical sensing system widely used in the Internet-of-Things with wireless communication and cloud storage display technology, integrating sensing module which has the properties of wireless communication, able to monitor the earth surface inclination angle, layered soil moisture, temperature and pore water pressure to form a distributed soil layer sliding sensing network for related disaster prevention reference.

Results, Benefits and Application:

1. Considering the inference of colluvial layer coupled hydro-mechanical analysis method, adding the interaction analysis of slope soil and support system, developing time-dependent road soil slope rainfall sliding monitoring and early warning technology to assist in disaster management.

2. Taking advantage of the integration of the rising electronic systems which accompany the Internet-of-Things, developing in-situ wireless soil layer and support system sensing modules to apply them to the monitoring and early warning of geological disasters caused by rainfall.

3. The research results provide the Ministry of Transportation and Communications, maintenance and construction agencies of the Directorate General of Highways and the Taiwan Railway with reference for the application thereto.

Keywords：slope failure, wireless sensing module, coupled hydro- mechanical analysis, time-dependent warning system, internet of things

一、前言

山區道路邊坡崩塌主因為地震與降雨引致，其中降雨引致之邊坡破壞其發 生頻率與範圍遠較地震引致崩塌為高，且降雨引致之邊坡破壞具有一定之延時 與前期徵兆，使得此類災害之預警較為可行且易發揮成效。本計畫目標為針對公 路土壤邊坡可能遭遇降雨引致之土層滑動破壞，進行解析法分析並搭配無線土 層反應監測模組，發展適用於崩積土層之解析法依時預警模式，用以互補現有 以雨量監測為指標之經驗法預警模式，提高預警之準確與時效性，利於相關單 位對此類災害預警及管理之決策參考。

本計畫目的為結合嚴謹力學概念為基礎之解析法與邊坡無線土層監測模組，

考慮地形幾何、地質構造、水文特性、材料力學行為之影響，發展場址客製化深 層滑動公路邊坡降雨崩塌預警系統，利用建立之場址地質模型進行水力力學耦 合邊坡滑動分析，考慮水力與力學邊界，模擬崩塌滑動之過程與影響範圍，預 測邊坡依時性反應，除作為土層反應監測模組佈設及制定警戒值之依據外，因 可預測邊坡之滑動面、滑動歷時等，故預警精度、正確性、滑動時間及滑動體積 皆可評估，可用來改善預警精度、建立依時預警模式與減災設施規劃等。

計畫延續前期「公路邊坡崩塌監測之無線感測網路模組研發」及「公路邊坡 深層滑動無線感測網路監測系統研發」研究成果，擴充至道路邊坡擋土系統破壞 預測與預警，結合考慮土層入滲及力學反應之土壤邊坡滑動解析法，及土壤結 構互制分析，建立以嚴謹水力及力學原理及具代表性現地材料參數為基礎之邊 坡與擋土系統分析架構，並以運研所已發展之土層無線監測模組為基礎，監測 土層變形、入滲、水壓及牆體變位等資料，測試以即時場址無線感測資料搭配雲 端運算之依時預警系統雛形，以利相關權責單位對此類災害預防及災後管理之 決策參考，研發基於力學理論，可依場址幾何與材料特性分析，建立客製化之 監測預警系統。

二、研究方法

2.1 飽和層滑動無限邊坡水力力學穩定分析理論 傳統無限邊坡深層滑動分析，其安全係數計算為:

' tan '

( )

sin cos tan

sat w u

sat cr sat

r FS c

d

  

    

   (2.1)

式中 u ^w cr

r h



d

h

r

 ^1.0

' 'tan ' sin cos tan

sat cr

FS c

d

 

    

  (2.2)

式中

'

為滑動面土壤浸水單位重。考慮平行滲流時，則

^r

臨界滑動面土壤孔隙水壓力對深層土壤無限邊坡穩定具有重大之影響，因 此掌握孔隙水壓變化可有效推估現地邊坡穩定性並作為依時預警之指標。因

r

r

由於無限邊坡分析僅適用於一維案例，且無法得到位移分佈、大小與方向以 及時間歷時，不利於監測點決定及位移量預測，因此本研究將進行結合土中入 滲滲流分析及飽和土層非線性有效應力分析，利用相同的網格，於進行滲流分 析時，將孔隙水壓傳遞給相同網格之土壤進行力學分析，滲流分析之結果將用 於更新飽和土壤之彈性及強度，此程序可近似模擬水力力學耦合耦合分析。

2.2 無限邊坡依時預警架構

依時性邊坡預警系統可分為無限邊坡及二維水力力學分析，淺層滑動無限 邊坡依時預警以下列分析結果為例，若不同時間之水頭分佈及破壞包絡線如圖 2.1(a)所示，破壞發生於地表飽和後 42 小時，滑動面深度為 1.5m，基質吸力與 體積含水量之關係由實驗結果或VG model 推估，在 0.75m 深度以推估之破壞過 程體積含水量依時變化如圖2.1(b)所示，由破壞時間(42 hr)往前推算可決定不同 時間所對應之體積含水量，以破壞前24 小時為預警時間，則所對應之體積含水 量為0.22，現地於 0.75m 量測之含水量作為發布預警作為之依據，而不同階段 預警值亦可由圖圖2.1(b)推估。由相關耦合分析結果顯示，以表層入滲行為與表 層運動量監測推估破壞過程理論上可行，相關表層無線監測模組可依此成果進 行硬體規劃。相關理論於模型與數值分析均已得到驗證，此架構應具一定之可信 度。

(a) 淺層滑動壓力水頭與破壞包絡線 (b) 深度 0.75 m 體積含水量變化 圖 2.1 淺層崩塌無限邊坡依時預警架構

應用於深層滑動依時預警時須進行適度修正，針對一維無限邊坡深層滑動，

其滑動面仍以極限平衡分析，但滑動面深度與時間則與滑動面所在孔隙水壓變 化及入滲後飽和土層滲流力大小有關，式(2.1)中之平行滲流力像須加以考慮，

即飽和土層中除靜水壓力外尚須考慮原有飽和土層滲流引致之超額孔隙水壓力 之影響，基質吸力效應則可忽略不計。

無限邊坡飽和土層滑動依時預警概念如圖2.2 所示，以滑動面所在地下水

位為指標，利用式(2.2)計算不同水位對應之安全係數，定義 FS=1.0 為破壞，因 此可推估破壞時之水位，若現地水位升降歷時模式已知，則可求得破壞時對應 之時間，以此為基準，可定義破壞前不同時間之預警值。

圖 2.2 飽和土層滑動依時預警概念

飽和土層依時預警關鍵為建立地下水位升降歷時曲線，若僅考慮地表入滲 貢獻，則可以單向入滲求解，但現地水位受上游集水區滲流影響大，因此不易 推估，因此解決之道為進行現地長期連續觀測，建立降雨特徵與地下水位上升 關聯性，本年度依照更新之台20 線 52k 資料，所得岩層及崩積層水位與累積雨 量關係如圖2.3(a)及 2.3(b)所示，此結果可作為飽和土層滑動之輔助。

(a) 岩層 (b) 崩積層

圖 2.3 台 20 線 52k 場址累積雨量與水位上升高度關係 2.3 邊坡擋土系統穩定分析

為簡化擋土支撐系統變位分析，108 年度以基於基樁 p-y 曲線相同概念之 PYWALL 軟體，進行不同背填水位變化下彈性牆體傾角，並建議以牆頂傾角及 背填水位為預警指標之預警架構，為進行驗證所需，現有深層滑動監測場址增 加擋土牆頂兩向傾角量測，作為後續驗證及未來警戒指標。限於PYWALL 為極 限平衡分析架構，無法將依時特性及水力力學耦合分析加以考慮，109 年度以 前期FLAC 土層水力力學耦合分析成果，加入代表不同支撐系統元件之結構元 素，並以介面元素作為土壤與結構元素間應力與變位傳遞之連結，模擬依時土 壤結構互制行為，精進擋土支撐系統預警模式之準確度與應用性。

土壤結構互制分析除須具土壤元素外，需考慮結構及其與土壤互制作用，

本計畫以結構元素結合介面元素，FLAC 內建七種結構元素：樑（Beam）、襯

砌（Liner）、繩索（Cable）、樁（Pile）、岩栓（Rockbolt）、條狀（Strip）和支 撐（Support）元素，本研究採用樑元素代表擋土牆。樑元素為二維線彈性元素，

每個節點擁有三個自由度：x、y 方向位移與旋轉角，可與其他結構元素或網格 格點相連接，常用來代表需抵抗彎矩之結構，在結構節點上可施加水平力、垂直 力和力矩，FLAC 模擬時至少需設定樑元素的截面積尺寸、二次慣性矩及彈性模 數作為運算條件。樑元素與土壤網格互制關係可透過介面元素模擬結構與土壤之 間剪力方向與垂直方向應力應變行為。

近代設計之擋土牆形式通常為複合型式，除了牆體本身，常結合止滑樁、格 柵、地錨等型式混和使用，不易以傳統邊坡穩定分析程式分析。本計畫以套裝軟 體FLAC 2D 分別對邊坡擋土系統之總體滑動與局部擋土系統進行分析，分析架 構如圖2.4 所示，目的建立完整分析流程，分析結果選定預警指標及數值，作 為預警門檻值訂定依據。相關二維數值水力耦合穩定分析成果將於下節進行說明

圖 2.4 邊坡擋土系統數值分析流程圖

三、研究成果

3.1 台20線52K場址監測成果

研究中飽和土層滑動定義為破壞面發生於飽和土層，其力學平衡因地下水 位上升使其孔隙水壓增加導致土壤強度與勁度降低，平行滲流使下滑驅動力增 加，引致邊坡滑動，為進行本研究之系統測試與現地監測，飽和土層滑動候選 場址須符合下列條件：(1)現地需具有厚層軟弱土壤；(2)坡角小於土壤有效摩擦 角；(3)地下水位高或入滲速率快及(4)臨界破壞面為飽和土層之深層破壞。

2018 年經公路局五工處同意，選定台 20 線 52k+150 處為監測場址，各監測 點之配置與現況如表3-1 所列，位置配置圖如圖 3.1 所示，ID 01 測站為雨量計，

原裝設於道路下邊坡，108 年因下邊坡整治移至道路旁；ID 02 與 ID 04 測站分 別位於道路上下邊坡，ID 02 與 ID 04 測站之液位計裝設深度皆約 35m，為量測 位於破碎帶與砂岩間的拘限含水層水位，108 年 5 月起 ID04 因路面整修移除；

ID 03 與 ID 05 測站分別位於道路下邊坡與上邊坡，為本計畫新增孔位，ID 03 與ID 05 測站之液位計深度皆約 11m，量測位於崩積層之自由含水層，108 年 5 月ID 03 因進行下邊坡整治工程已撤除；109 年 2 月起新增 ID 06，量測牆體法 向與切向傾角，位於擋土牆頂。

表 3

-1 測站資訊表

ID 配置 水位孔深

度 水位孔高程 2020 現 況

01 雨量計 無 無 正常

02 液位計 40 m 292m 正常

03 液位計、含水量

計、傾斜儀 11 m 281m 移除

04 液位計 60 m 286m 移除

05 液位計、含水量

計、傾斜儀 11 m 292m 正常

06 雙向牆體傾度盤 - - 正常

圖 3.1 監測儀器位置圖

台 20 線 52k 之無線土層監測系統於 2018/05/25 安裝完畢，現有重要監測成 果如下:

(1) 地下水位觀測成果

圖3.4 與 3.5 分別為岩層(ID02)與崩積層(ID05)地下水位紀錄，ID 02 監測結 果顯示岩層地下水位變動受累積雨量影響，現有監測結果顯示水位於累積雨量 達10.5 mm 時開始上升，趨勢顯示累積雨量越大，水位上升越多，但仍有數個 降雨事件落在95 %信賴區間外，但因本場址主要滑動面為崩積層與岩盤交界，

受ID 02 及 ID 04 之量測水位成果影響不高，不致顯著影響計畫進行。ID05 測站 於梅雨季期間水位迅速上升，顯示上邊坡之崩積層內有自由地下水層且水位極 易快速上升，極可能發生因地下水位上升，孔隙水壓增加使土壤強度降低，導 致邊坡滑動。而2020 年雨季因偏旱，無相對明顯降雨事件，水位上升幅度不明

顯。

圖 3.2 岩盤(ID 02)地下水位監測數據 圖 3.3 崩積層(ID 03)地下水位監測數據

(2) 表層體積含水量與地表傾斜儀觀測成果

破壞本場址原裝設ID 03 及 ID 05 2 組含水量監測模組，因應台 20 線道路下 邊坡整治，ID 03 含水量與傾斜於 108/04/15 暫停監測。圖 3.4 為 ID 05 測站含水 量監測結果，感測器對降雨事件反應敏感，在降雨事件後逐步降低。圖3.5 為 ID 05 及 ID 06 傾斜儀監測結果，顯示 ID05 傾斜儀於監測初期間有極微幅的滑移，

108 年有 0.25 度上下震盪讀數，因其位於蛇籠擋土牆上方，蛇籠局部有部分輕 微變形，顯示表層傾斜儀可反應擋土設施之變化，109 年監測顯示 10 月雨季後 有約0.5 度之傾角增加，而 109 年 2 月新裝於新設擋土牆之雙傾斜儀 ID06 監測 結果顯示，至109/10/19 垂直牆面之傾斜值有微幅的上升約 0.2 度，而水平牆面 之傾斜值於監測期間無顯著變化。

圖 3.4 ID 05 體積含水量監測資料

圖 3.5 各測站傾斜角監測數據 3.2台20線52K場址二維水力耦合穩定分析成果

邊坡擋土穩定性分析中，依據破壞機制不同區分為淺層崩塌與飽和層滑動，

飽和層滑動主要由土層孔隙水壓控制。本研究將穩定性分析區分為「總體滑動分 析」與「局部擋土系統分析」，於總體滑動分析模擬大區域邊坡之整體穩定性，

探討整體邊坡可能滑動區域。於局部擋土系統分析中，模擬擋土系統附近區域內 之穩定性，又依據破壞機制不同對地下水位上升情形，與降雨入滲情形分開進 行模擬，目的探討擋土系統可能破壞機制與場址警戒指標訂定。分析時使用之崩 積層與擋土系統力學參數整理如表3-2 至 3-4 所示。

表3-2 土層力學參數

力學參數\土層分類 崩積層 Colluvium 岩層 Bedrock 單位重, γ

(kg/m³) 1950 2200 凝聚力, c

(kPa) 16.7 150

摩擦角, ψ

(degree) 28 30

表3-3 地錨力學參數

彈性係數(GPa) 截面積(m2) 極限強度(ton) 預力(ton) 間距(m)

地錨 200 0.01 50 50 2.5

表3-4 止滑樁力學參數

彈性係數(GPa) 半徑(m) 間距(m)

止滑樁 20 0.6 3

現今預警趨勢為解析架構搭配現場監測，為結合現地監測數據，以ID5 地 下水位監測點位之水位深度作為水位深度代表進行整體滑動分析，以地下水位 深度與地錨極限強度作為變數，主要探討深層土壤因地下水位上升，引致孔隙 水壓增加、剪力強度下降，進而使邊坡產生不穩定行為。

分析結果如(圖 3.6)所示，於地下水位較深時，僅有擋土牆的案例中安全係 數最小部分為道路至下邊坡地層出露部分，地下水位上升則滑動區域向上延伸 至上部邊坡且安全係數小於1.0；在加入地錨極限強度 50 噸案例裡，地下水位 深度較深之情形其穩定性有明顯改善，擋土牆系統周圍較上部與下部邊坡更為 安全，地下水位上升時，擋土系統穩定了周圍區域，使其比上部邊坡更為穩定。

(A) 僅擋土牆，水深1米 (B) 僅擋土牆，水深10米

(C) 擋土牆+50噸地錨系統，水深1米 (D) 擋土牆+50噸地錨系統，水深10米 圖3.6 台20線總體滑動分析結果

局部擋土系統地下水位分析以地下水位深度與地錨極限強度作為變數，與 總體滑動相同，探討地下水位上升引致之邊坡安全性問題，差別在於將模型邊 界縮小，進一步探討局部擋土結構互制反應。分析範圍主要探討支撐系統附近，

模型建立完成後如(圖 3.7)所示。分析中水位描述與總體滑動分析一樣以 ID5 地 下水位監測點位之地下水位深度作為水位深度代表。

圖3.7 台20線局部擋土系統模擬模型

水位升降分析結果整理如圖3.8(a)所示，水位深度在10米時安全係數為 1.4，當地下水位逐漸上升至深度2米，安全係數降為0.96；以剪應變等值線圖 (圖3.8 (c)及(c))判斷臨界滑動面，結果顯示，於地下水位較深時滑動面為道路山 壁內側至下邊坡土層出露區域，隨著地下水位上升，其滑動面從原始區域延伸 至上部邊坡且安全係數降低。以地下水位4米情形進行地錨極限強度折減分析，

結果如圖3.8 (b)所示，當地錨極限強度從設計強度50噸折減至10噸時，安全係 數開始有下降傾向，於地錨極限強度折減至5噸時，安全係數為1.09，但仍未小 於1.0。於安全係數大於1.0之情形進行力學平衡，擋土牆與路面位移如圖3.9(a)及 (b)所示，於地下水位低於4米情形下，牆體與路面位移量不大，最大位移處為 牆頂，值約1公分；計算牆頂傾角如圖3.9(c)所示，其傾斜方向為逆時針，且隨 地下水位上升有變大趨勢但因位移量不大，傾角值無明顯增加，最大值約0.02 度。

(a) 擋土系統地下水位分析 (b) 地下水位地錨強度折減分析

(c) 低水位滑動面示意圖 (d) 高水位滑動面示意圖 圖3.8 台20線局部擋土系統地下水位分析結果

(a) 牆體位移 (b) 路面位移 (c) 牆頂傾角 圖3.9 台20線局部擋土系統地下水位分析-位移圖

牆體彎矩與地錨軸力變化如圖3.10(a)及(b)所示，牆體彎矩於不同地下水位 情形下幾乎沒有變化，與初始平衡狀態相同；地錨從上到下分別為1號至4號，

當地下水位上升，地錨所受軸力逐漸增加、下部地錨軸力大於上部地錨，軸力值 皆約落在8至9噸；止滑樁彎矩變化如圖3.10(c)及(d)所示，其中1號止滑樁為左側，

2號為右側，當地下水位上升，止滑樁所受彎矩增加，左右兩止滑樁有相同受力 情形，最大受力區域在崩積層與岩盤交界處。

於安全係數小於1之地下水位2米情形，處於力學無法平衡狀態，模型網格 持續變形，挑選不同時階的網格可評估模型逐步破壞的過程如圖3.8所示，從網 格位移情形判斷，擋土牆系統破壞初始為整體之平行滑移，逐漸地擋土牆下部 位移比上部增加的快；路面沉陷最大位移處在路面接近擋土牆2到3米處，最終 位移圖如圖3.12所示，此滑動機制應為下部邊坡滑動，連帶著擋土系統向下整 體滑動導致破壞。

場址之警戒值配合監測可分為地下水位與擋土牆頂之傾角，根據上述之邊 坡穩定分析，本研究以局部擋土牆地下水位分析中安全係數1.1狀態之地下水位 作為地下水位預警值，安全係數1.0狀態之地下水位作為地下水位警戒值。在台 20線之局部擋土牆地下水位分析中，在地錨強度沒有折減情形下，安全係數 1.1 情形為地下水位深度3.65米，安全係數1.0則為水位深度2.5米，故地下水位預警 值為3.65米、警戒值為2.5米。

由於分析中安全係數大於1.0狀態之擋土牆位移極小，導致牆頂傾角無法作 為預警、警戒值使用，因此以安全係數小於1.0狀態逐步破壞分析之牆頂傾角漸 變值訂定牆頂傾角行動值，是以當地下水位到達警戒值時再以牆頂傾角行動值 輔助判斷擋土牆狀態。本場址之牆頂傾角行動值以局部擋土牆地下水位2米狀態 分析做為訂定標準，如圖3.11(c)所示，可發現擋土牆傾角變化可發為兩階段，

當牆頂傾角達到0.27度開始，傾角增加變快，擋土邊坡恐達破壞之臨界點，因 此以傾角0.27度作為本場址擋土牆牆頂傾角行動值。

(a) 牆體彎矩分布 (b) 地錨軸力

(c) 1號樁彎矩分布 (d) 2號樁彎矩分布 圖3.10 局部擋土系統地下水位分析-結構受力圖

(a) 牆體位移 (b) 路面沉陷 (c) 牆頂傾角 圖3.11 台20線局部擋土系統地下水位分析-逐步破壞圖

圖3.12 台 20 線局部擋土系統地下水位分析-破壞位移圖 表3-5 台20線52k場址分階段警戒值

預警值 警戒值 行動值 地下水位 3.65 米 地下水位 2.5 米 牆頂傾角 0.27 度

3.3 雲端整合平台精進

本研究以自行開發之雲端整合平台可即時顯示頁面，依序顯示該測站之節 點編號、傾斜角、淺層土壤體積含水量、淺層土壤溫度、深層土壤體積含水量、深 層土壤溫度、水位以及模組電壓，游標移至資料點上即可獲知該監測值及其量測 時間，用以展示及時監測成果，而平台也提供歷史資料輸出功能，其副檔名為 csv 格式，可用 Excel 直接開啟。本研究使用的是 Flask 網頁框架，其輕量型特性 可以讓開發者專注在網站邏輯開發，此外，Flask 保留了擴增的彈性，可以加入 表單、資料下載、身分驗證等各項功能，使網站設計得以完善。

因應不同場址、不同理論，將分析出不同的警戒值。本平台警戒值設定如 圖 3.13 所示，於資料夾中 Channel_list 檔案更改初始值、警戒值後儲存即可更改 警戒值設定。自動預警通知平台引用 Python 內自帶之 email 和 smtplib 模組撰寫。

其中email 模組使用其包含之 Multipurpose Internet Mail Extensions 子套件，用來 定義傳送之電子郵件格式標準，使其符合網路上傳輸之格式。而smtplib 模組主 要用來設定Gmail 之 SMTP 伺服器，藉此將郵件發送給資料通知為開啟狀態之 監測平台使用者。當地下水位管理值達到預警值、警戒值，或傾角管理值達到行 動值時，即時監測平台上之管理值判定將會顯示並且變色，同時觸發自動預警 通知，並且發送信件至資料通知狀態為開啟之監測平台使用者註冊信箱，如圖 3.14。

圖3.13 即時監測平台警戒值管理

圖 3.14 自動預警通知郵件

四、結論與建議

本年度計畫著眼於落實應用解析法邊坡與支撐系統結構體反應分析及對應 之分佈式監測技術之研發，以提供降雨地層入滲及滲流量對實際土中水壓與支 撐結構反應，做為邊坡穩定與擋土支撐系統分析即時更新參數，達到分析標準 化、場址預警客製化之現地依時預警功能。而本研究分析的各邊坡場址建議預警 值、警戒值及行動值，目前僅止於理論分析的結果，後續仍需降雨事件驗證相關 數值的可靠度，且相關數值之訂定應由權管單位去核定。計畫執行結論摘要如下 1. 淺層崩塌耦合分析預警系統更新： 因本年度無顯著降雨事件，且無滑動發

生，相關建議預警值暫不更新。

2. 現有淺層崩塌監測場址維護與模組精進： 針對現有兩處淺層崩塌監測場址，

完成相關量測電子元件檢測與修復，並持續進行監測與資料彙整。

3. 水位變化與降雨特徵關聯分析：本年度已將新增降雨事件加入分析，據以 更新資料並同時進行驗證。另外嘗試發展一維FDM 入滲數值模型可用於推 估時間域孔隙水壓變化，並以歷年雨量與水位監測數據進行模型率定，所 得依時水壓變化結果有利於後續飽和土層滑動預警模式精進。

4. 飽和層滑動場址極限平衡分析反算與驗證： 本年已完成整治後飽和層滑動 場址極限平衡分析，並以雨季資料進行反算與驗證。

5. 擋土系統水力力學耦合分析驗證： 本年度已完成台 20 線及南市道 175 線兩 飽和土層滑動場址FLAC 擋土系統耦合分析，並以雨季資料進行反算與驗 證將，提出擋土牆體反應與地下水位為指標之建議預警值以供相關單位使 用參考。

6. 精進雲端依時預警系統架構：本年度完成雲端系統預警通知功能，當監測 指標如地下水位、傾角值觸發相關設定門檻時，將同步於監測平台顯示並寄 發電子郵件至使用者註冊信箱。

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