行政院國家科學委員會補助國內研究生出席國際學術會議報告
2011 年 10 月 25 日
報告人姓名 朱崇銳
Chung-Ray Chu
就讀校院
（科系所）
■博士班研究生 成功大學水利及海洋工程學系
□碩士班研究生 時間
會議 地點
2011/10/3 - 2011/10/9
義大利，羅馬
本會核定
補助文號 NSC-100-2922-I-006-298 會議
名稱
(中文) 第二屆世界山崩論壇
(英文) The Second World Landslide Forum 發表
論文 題目
(中文) 光纖感測系統於土石流監測之應用
(英文) A novel fiber optic sensing system for monitoring debris flows 報告內容應包括下列各項：
一、參加會議經過
二、與會心得
三、考察參觀活動(無是項活動者省略)
四、建議
五、攜回資料名稱及內容
六、其他
摘 要
本次承蒙「行政院國家科學委員會補助國內研究生出席國際學術 會議 (NSC-100-2922-I-006-298)」之補助，得以出席「第二屆山崩論 壇 (The Second World Landslide Forum, WLF2)」。該研討會舉辦於 2011 年 10 月 3 – 9 日，地點在義大利首都羅馬。本屆會議由國際山 崩防治計畫 (International Programme on Landslides, IPL) 共同成員一 起主辦。會議中主要分為 25 項討論主題。本人於會議第三天發表論 文，名稱為「A novel fiber optic sensing system for monitoring debris flows」。本論文由三位作者共同完成，分別為成功大學水利及海洋工 程學系朱崇銳博士生、黃清哲教授、田宗謨博士後研究員。報告過程 中與各國專家學者進行研究上之交流與討論，不僅在學術方面有所提 升，對於外文報告之膽識也有所助益。此外，會議結束後本人參加兩 天兩夜之現地參訪行程，前往義大利中部山區與東部大港參觀山崩現 場及義大利政府之防禦工事，獲得相當多寶貴經驗與知識。
Abstract
This report describes the course of the Second Word Landslide Forum. Thanking for the financial support by National Science Council, ph. D. students in Taiwan have more opportunities to present their research results in the international conference. The Second World Landslide Forum was held at October 3 – 9, 2011, in Rome, Italy. There were 662 scientific contributions and 25 thematic sessions included in this forum. Our paper was presented in the third day of the forum, and the title is “A novel fiber optic sensing system for monitoring debris flows.”
This paper was written by three authors, including Chung-ray Chu, Professor Ching-Jer Huang, and Dr. Tsung-Mo Tien. The benefits from the forum are having more opportunities to discuss some critical issues about landslides with scientists and policy makers from other countries.
Otherwise, this is a good chance for students to practice the presentation skill in English. After indoor discussion, the field trip is a rare opportunity to visit the area where serious landslides happened in many years ago.
The risk management, strategy and policy, and the monitoring of the occurrence of landslides were discussed in the field trip.
目 次
摘 要 ... 2
Abstract ... 3
目 次 ... 4
一、 會議目的 ... 5
二、 參加會議經過 ... 7
三、 與會心得 ... 11
四、 考察參觀活動 ... 12
五、 建議 ... 16
六、 攜回資料名稱及內容 ... 16
一、 會議目的
「世界山崩論壇」為三年舉辦一次的大型研討會，主要目的為集 結世界各國學者、政府官員、工商代表之力共同討論坡地災害議題，
並研擬預防與解決之道。第一屆在 2008 年於日本東京聯合國大學舉 辦，會後達成共同聲明「結合聯合國國際災害防治策略組織，共同推 動國際坡地災害防治計畫 (Strengthening the International Programme on Landslides with UNISDR)」。
近年來，由於地震、洪水、降雨強度增強，坡地崩塌事件於世界 各國頻傳，也常釀成重大災情。坡地崩塌指的是大量土體受其他天然 災害，例如地震、降雨等影響，導致地質不穩定區受重力作用後於斜 坡上所產生之移動行為。其動態模式與地形、地質、斜坡等相關參數，
以及其他天然災害有關。因此崩塌資料的收集除了崩塌模式本身外，
還需依賴詳細的地質調查與對相關天災之瞭解。目前各國廣泛採取的 作法為以簡化之數值模式計算結果作為推測依據，規劃出可能崩塌之 風險區。然而，此作法因為缺乏詳實的地質調查與相關資訊，僅可推 測某區域可能發生崩塌災害，卻無法預估發生機率高低，導致決策者 與風險區之當地居民常面臨防災上的困境。
由上述可知，崩塌問題的成因相當複雜，所需要的應對之策也必 須因地制宜。研究人員與政策擬定者必須經過適當的專業訓練，才能 具備足夠的能力。然而相關人員大多是非直接受災戶，也缺乏現場防 災經驗，因此無法準確推估災害之影響程度。再者，坡地崩塌與地震
和洪水災害不同，其為區域性災害，但地震與洪水均為大範圍災害，
因此防災決策者往往低估坡地災害之影響力。雖然影響範圍為局部地 區，但其發生機率遠比地震與洪災高，累積災情與經濟損失均會造成 重大影響。
綜合上述，以學術界的研究成果，包含地質、地震、洪水、降雨 之研究，結合各國防災之相關經驗，包含防災策略、國土規劃、新興 科技等議題，落實科學研究成果應用於實際問題上，乃為「世界山崩 論壇」最重要之意義。為了促進學界、業界、災區居民之廣泛討論，
第二屆世界山崩論壇在 2011 年 10 月 3 – 9 日在義大利羅馬召開，由 國際山崩防治計畫 (International Programme on Landslides) 共同成員 一起主辦，加強學術研究與實際防災之間的溝通。主辦單位「國際山 崩防治計畫」成員如下：
International Consortium on Landslides (ICL)
United Nations Educational, Scientific and Cultural Organization (UNESCO)
World Meteorological Organization (WMO)
Food and Agriculture Organization of the United Nations (FAO)
United Nations International Strategy for Disaster Risk Reduction (UNISDR)
United Nations University (UNU)
International Council for Science (ICSU)
World Federation of Engineering Organizations (WFEO)
Italian Institute for Environmental Protection and Research (ISPRA)
本 報 告 以 投 稿 論 文 「 A novel fiber optic sensing system for monitoring debris flows」參與該論壇。台灣位於環太平洋地震帶上，
地震頻繁導致山區地質不穩。近幾年由於氣候異常，強降雨出現次數 頻繁，特別是梅雨與颱風季節，土石流災情頻傳，致使台灣政府日益 重視土石流防治問題。最嚴重者莫過於 2009 年莫拉克颱風導致小林 村山崩事件，以及各地所傳出之土石流災情。與山崩相較之下，土石 流屬於規模較小，含水量高之土石流動，但仍屬於山坡地災害的一 種。本論文有別於使用傳統之地聲檢知器 (geophone)，採用敏感度較 高之光纖感測器 (fiber sensor) 量測土石流發生時所造成之地表振動 訊號，也能應用於相關坡地災害監測。因此獲得發表於本論壇 Section 7 – Landslide instrumentation and monitoring。
二、 參加會議經過
第 二 屆 山 崩 論 壇 於 聯 合 國 農 糧 組 織 (Food and Agriculture Organization of the United Nations) 大樓舉行。議程如圖 1 所示。本 次會議總計有 25 個討論主題，共有來自 77 個國家、662 位與會者。
大會開幕式於 10/3 9:30 舉行，邀請 7 位來自不同國家的專家學者進 行專題演講，陳述目前於該國國內受山崩災害之影響，及該國的應對 之策。圖 2 為大會開幕式會場，拍照當時由於開幕式尚未開始，因 此人數並不多。
圖 1：議程表
圖 2：大會開幕式會場
本人於此論壇中所發表的題目為「A novel fiber optic sensing system for monitoring debris flows」，屬於第七項目：山崩監測與技術 研發。被安排報告的時間為 10/5 11:00。圖 3 為本論文發表現況。本 論文主要提出一套光纖感測系統，用來量測土石流發生時所產生之地 表振動，最後應用於山區土石流監測。傳統上量測土石流所發生之地 表振動所採用之儀器為地聲檢知器 (geophone)。在台灣，水土保持局 也架設了 17 處的監測站，均以地聲檢知器作為地表振動量測工具。
然而，由過去經驗看來，地聲檢知器所偵測到之振動訊號在銅質纜線 中衰減較快，並不適合遠傳；而且在台灣執行土石流監測所採用之地 聲檢知器敏感度較低。綜合兩項缺點，使得監測範圍無法擴大。有鑑 於此，本論文提出以光纖加速度計取代地聲檢知器。光纖具有質輕、
衰減小、敏感度高等優點，適合更長距離之監測目標。經過測詴，本 論文以地聲檢知器、光纖加速度計、麥克風三種儀器，分別監測同一 場人為模擬土石流，以評估其監測效能。結果由光纖加速度計具有最 佳訊雜比 (Signal-to-Noise ratio, SNR) 勝出。因此本論文結論為光纖 感測系統可為山區土石流監測之儀器選項之一。
圖 3：本論文發表現況。場地為 Section 7 研討會場 (Iran room)
該論壇報告流程採單一節 (Section) 五位報告者輪流上場提 報，代五位報告完畢後再統一交叉提問。提問時間共 20 – 30 分鐘，
發問時間夠長，也能夠充分討論關鍵性問題。本人在討論時間中共被 提問兩個問題，分別如下：
1. 光纖感測系統比起傳統地聲檢知器而言，費用應該不低。在經費 考量上是否適用？
答：本論文所採用之光纖感測系統目前尚未推廣，尚屬於研究階 段，而且台灣政府目前也正在測詴。主要目的為測詴光纖感 測系統之量測精準度與討論其可量測距離。當然，任何系統 皆有好有壞，與地聲檢知器相較之下費用較高，但確實能達 成提前發佈土石流警戒，以及量測準確度提高之目的，接下 來才是討論費用上是否有降低之可能性。
2. 您在報告中有提到，光纖感測系統敏感度高，但也容易接收雜 訊。是否能解釋一下可能收到的雜訊為何？該如何避免？
答：光纖感測系統所收到最明顯的雜訊為溫度的變化。在第二節 的理論推導中可看出溫度變化會造成光纖感測器中內部的 光纖光柵 (Fiber Bragg Grating) 之形變，因此造成附加的光 纖飄移量，也就是所謂的雜訊。然而溫度改變所造成之光纖 飄移量為極低頻訊號，週期為半天以上，因此在頻譜上不會 影響土石流訊號。其他雜訊如風、雨、人為噪音，頻譜上也 必須要再檢視，是否會影響到土石流訊號，以及是否為長久 存在之影響因子。針對頻譜上不影響之訊號，若於後端加上 濾波器，則可解決此問題。相關校正實驗仍必須持序進行。
其他場次的報告，也相當精采。本人於本論壇中學到不少與坡地 災害相關知識，獲益不少。圖 4 為研討會結束後，本人與大會場地 指示牌合影紀念。會議於 10/7 閉幕，接下來本人參加其中一場為期 兩天 (10/7 – 10/9) 的現地參訪。也是收穫良多，細節將於後文詳述。
圖 4：會議結束，與大會看板合影。看板標示各會場之樓層。
三、 與會心得
參與本次會議最大之收穫為開拓視野。由於這事本人從事研究工 作以來，第一次以報告者的身份參與國際研討會，而且該研討會由聯 合國及其他相關國際團體主辦，與會學者皆為世界各地優秀之地質學 家、工程師，與會政府官員也都是各國舉足輕重的人物。由於本人並 非地質學出身，因此經過充分討論後，本人獲得相當多過去不曾注意 到之細節，以及未來可改進之方向。因此本人在此次會議中收穫相當 豐碩。
會議結束後之現地參訪行程 (Field trip) 也是相當特別。大約 20 人參加同一團體，前往義大利著名的三個曾發生大規模山崩之城市，
參觀義大利政府用來監測山崩災害之系統。過程中有些所見與所討論 的議題，為研討會中無法獲得之現地經驗，也是大開眼界。
本次會議在聯合國農糧組織大樓舉行，並非於義大利政府機構，
或是大學院校中舉行，可說是相當特別的經驗。因為並非學術研究者 均有機會造訪聯合國官方大樓，對本人而言是相當特別的經驗。
四、 考察參觀活動
會議的最後兩天為現地考察活動。參加費用雖高，但本人認為入 寶山不可空手而回，因此參與其中一組考察團。此考察團造訪兩座義 大利中部山城 Orvieto 及 Civita di Bagnoregio，以及東部大港 Ancona。
位置如圖 5 所示。
圖 5：Field trip 地圖與參觀地點。圖中星號為三處參訪地點。
義大利雖然國土比台灣大，但地形與台灣相似。中間有山脈阻 隔，將平地分為東西兩半。與台灣相異之處在於台灣屬於板塊擠壓所 造成之新興島嶼，高度不斷增加，且地質較硬。義大利屬於火山地形，
火山噴發後所造成之火山灰與熔岩廣泛覆蓋較平坦之區域，地質較軟 且不穩。因此，兩國相較之下，容易產生之災難也不同。義大利容易 產生大規模走山事件，而台灣容易發生豪雨造成之局部土石流事件。
針對不同崩塌模式，防禦工事也會有所不同。由於義大利山區容 易發生大規模走山，因此監測以廣佈傾斜儀，搭配 GPS、影像技術為 主，傾斜儀一偵測到地表滑動則發佈警報。然而，台灣所發生之土石 流在空間與時間上屬於半隨機事件。時間上僅與豪雨事件有密切關 係，但無法精準推測發生時間，空間上更無法精確定位可能會發生土 石流之地點。因此本人認為現階段監測工事以偵測地表振動訊號為可 行辦法之一。
現地參訪除了從講解者身上學到不少東西外，其他收穫則為與參 與者近距離之接觸與討論。從中獲得不少收穫。圖 6 – 圖 10 則為現 地參訪之照片。
圖 6：山城 Ovieto，依峭壁而建。峭壁是由山崩事件所形成。
圖 7：現地導覽人員圖示當年山崩情況與解釋其成因。
圖 8：山崩導致該城市墳墓區下陷，高差達 15 m 以上
圖 9：更險峻的山城 Cavita di Bagnoregio。建於山頂的堡壘，山崩災情導致城區 不斷縮小。但仍有 10 幾戶人家願意住在城裡。
圖 10：東部大港 Ancona。面對亞德里亞海。依山傍海的地勢讓此城市於 30 年 前遭受嚴重的山崩災情，大量土石由圖中坡地衝入海中。
五、 建議
參與國際研討會是一項榮譽，更是一個學習的機會。這次能參加 如此盛大的會議，相當感謝國科會大力支持，補助國內研究生有出國 參與盛會的機會。參與這次研討會，本人收穫相當豐碩。也察覺自己 不足之處，仍有待繼續加強。
國內目前舉辦國內外大型研討會，報告流程大多採用即報即問即 答方式。參加這次研討會後才知道，若是採用報告後綜合討論的方 式，則討論時間較長，也能綜合針對數個題目交叉提問，集思廣益，
是個有效率的方式。
六、 攜回資料名稱及內容
參與本次研討會，攜回資料如下：
大會議程，共 69 頁。
論文摘要集，共 729 頁。
Landslides in Italy, Special report 2008，共 30 頁。
現地參訪相關資料。
