強化豪雨引致山崩之即時動態潛勢評估與警戒模式發展

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財團法人中興工程顧問社 i

強化豪雨引致山崩之即時動態潛勢評估與警戒模式發展(4/4) - 計畫(至 12 月)進度查核表

工作項目 工作比重 預定進度 實際進度 落後原因及改 善措施

前期作業 0.01 100% 100%

基本資料蒐集 0.02 100% 100%

地質分區劃設 0.02 100% 100%

山崩目錄建置 0.08 100% 100%

實際山崩時間點調查 0.10 100% 100%

雨量資料蒐集與處理 0.10 100% 100%

山崩潛勢模式精進 0.10 100% 100%

山崩雨量門檻率定與防災應變規劃 0.10 100% 100%

即時展示技術規劃 0.10 100% 100%

山崩災害資料建置 0.10 100% 100%

國際技術交流 0.03 100% 100%

期中報告撰寫 0.04 100% 100%

期末報告撰寫 0.05 100% 100%

成果報告撰寫 0.05 100% 100%

總報告撰寫 0.10 0% 0%

查核點 查核項目 完成與否

103 年 12 月 16 日

 基本資料蒐集：完成地質、數值高程、衛星影像等基本資料蒐集

 地質分區劃設：完成恆春半島及東部地區分區劃設，並適當整併

 山崩目錄建置：以購置之衛星影像完成各事件之山崩目錄建置

 實際山崩時間點調查：完成本年度研究區域內 126 處山崩時間點調查資料

 雨量資料蒐集與處理：購置調查點位周邊之雨量資料，並進行雨量資料分析

 山崩潛勢模式精進：以更新之資料建置各分區之山崩潛勢模式，並進行驗證

 山崩雨量門檻率定與防災應變規劃：率定各分區之山崩雨量門檻，並進行案例驗證

 即時展示技術規劃：完成展示技術建置，並於實際上線操作

 山崩災害資料建置：完成災害資料庫建置，並將調查資料全數建

 國際技術交流：完成交流規劃，置完畢並進行國際技術交流研討會與野外討論行程

 期末報告撰寫：完成期末報告初

 成果報告撰寫：完成成果報告撰稿撰寫寫

完成

預算執行 已撥金額 執行金額 執行比率

8,800,000 5,280,000 6,247,362 118.32%

填表人：承辦人：

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財團法人中興工程顧問社 ii

摘要

本計畫旨在發展淺層岩屑崩滑型山崩之降雨警戒門檻，並建置山崩預警系統，以期達到邊坡土砂災害之防減災目的。計畫共計 4 年期程，自 100 年起至 103 年止分期分區進行研究，本(103)年度為計畫執行之第 4 年，主要針對臺灣東部及南部區域共計 48 幅 1/25,000 圖幅範圍進行調查與分析。為了防災實際操作之應用，本計畫已篩選出較易致災之約 18 萬個斜坡單元，並進一步挑選具有住戶之斜坡單元，以進行山崩潛勢模式之建置及山崩雨量門檻率定，作為災前整備參考資料。本計畫截至目前為止已透過野外調查蒐集超過 900 處山崩時間點資料，並針對各案例進行山崩時間點雨量分析工作，

藉以獲知山崩與降雨量之關係，並利用相關案例建立山崩潛勢模式，提出山崩雨量門檻及防災應變之構想。最後，本計畫亦將野外調查成果進行「山崩災害歷史資料庫」建置，以利災害案例之蒐集與累積，並依據所發展之模式建構網頁式「降雨引發山崩預警資訊系統」，同時將相關防災資訊彙整於線上系統，提供公部門及行政機關參考使用，以強化國內廣域山崩預警防災應用模式。

關鍵字：山崩潛勢分析、山崩雨量門檻、降雨引發山崩預警資訊系統

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財團法人中興工程顧問社 iii

ABSTRACT

This project proposes the rainfall threshold for slope units and establishes an early warning information system in regional scale for the purpose of preventing and reducing the losses caused by shallow landslides. The project is divided into 4 one-year segments from 2011 to 2014. In this year, the main study area consists of the area of sourthern and eastern Taiwan. For the purpose of practical application, the mountain area in Taiwan is separated into about 180,000 slope units and Logistic regression analysis is performed to evaluate the landslide susceptibility. The geological characteristics, mechanism and the occurrence time of landslides are well recorded for more than 900 cases through the field investigation and interview of residents, hence the relationship between landslides mechanism and rainfall factors are obtained to study their correlation and the rainfall threshold are also determined. Finally, both information systems including the “Landslide Cases Collecting System (LCCS)” and “Rainfall-induced Landslide Early Warning Information System (RiLEWIS)” have been built for the purpose of landslide early warning.

Keywords: landslide susceptibility analysis, rainfall threshold for landslides,

rainfall-induced landslide early warning information system

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財團法人中興工程顧問社 iv

圖目錄 x 第一章緒論 ... 1-1 1.1 計畫緣起與研究目的 ... 1-1 1.2 計畫目標與工作範圍 ... 1-2 1.3 本(103)年度工作項目與內容 ... 1-5 1.4 工作架構與流程 ... 1-8 1.5 工作期程與進度說明 ... 1-11 1.6 國內外山崩潛勢分析方法文獻回顧 ... 1-14 1.7 國內外山崩警戒雨量文獻回顧 ... 1-21 1.8 計畫執行期間方法學精進歷程 ... 1-40 1.9 計畫成果應用須知事項 ... 1-43 第二章資料蒐集與製作 ... 2-1 2.1 基本資料蒐集與應用 ... 2-1 2.2 地質分區劃設 ... 2-4 2.3 颱風與豪雨事件 ... 2-7 2.4 遙測影像資料 ... 2-7 2.5 研究區介紹 ... 2-9 2.5.1 地形 ... 2-9 2.5.2 地質 ... 2-11 2.5.3 環境地質災害 ... 2-15

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財團法人中興工程顧問社 v

第三章山崩目錄建置與查核 ... 3-1 3.1 山崩目錄建置流程 ... 3-1 3.2 山崩目錄野外查核 ... 3-4 3.3 山崩目錄判釋成果 ... 3-5 第四章實際山崩時間點調查 ... 4-1 4.1 實際山崩時間點調查規劃 ... 4-1 4.2 實際山崩時間點品管流程 ... 4-2 4.3 實際山崩時間點調查成果 ... 4-5 4.4 近期新增山崩事件時間點調查 ... 4-8 第五章雨量資料分析 ... 5-1 5.1 雨量資料蒐集 ... 5-1 5.2 雨量資料檢核 ... 5-3 5.3 雨量資料處理與分析 ... 5-3 5.3.1 雨量空間內插 ... 5-4 5.3.2 雨型分析 ... 5-6 5.4 雨量資料分析成果 ... 5-9 5.5 豪雨誘發山崩雨型特性探討 ... 5-11 第六章山崩潛勢模式精進 ... 6-1 6.1 岩屑崩滑型山崩潛勢因子萃取及其物理意義 ... 6-1

6.1.1 岩體強度分級 ... 6-2 6.1.2 坡高與高程 ... 6-3 6.1.3 坡度、坡度均勻度、邊坡陡坡比例 ... 6-4 6.1.4 地形曲率 ... 6-6 6.1.5 順向坡 ... 6-7 6.1.6 斷層密度與褶皺密度 ... 6-8

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財團法人中興工程顧問社 vi

6.1.8 事件總累積雨量、連續最大 24 小時累積雨量、降雨強度、連續最 大 3 小時平均雨量 ... 6-8 6.2 山崩潛勢因子篩選 ... 6-13 6.2.1 因子複選與決選流程 ... 6-13 6.2.2 山崩潛勢分區 ... 6-14 6.2.3 山崩潛勢因子篩選結果 ... 6-15 6.3 山崩潛勢分析精進 ... 6-18 6.3.1 山崩潛勢分析原則 ... 6-19 6.3.2 潛勢分析方法與成果評估方法 ... 6-20 6.3.3 山崩潛勢分析成果與驗證 ... 6-22 第七章山崩雨量門檻率定與防災應變規劃 ... 7-1 7.1 山崩雨量門檻率定構想 ... 7-1 7.2 山崩雨量門檻率定方法與流程 ... 7-2 7.2.1 山崩雨量門檻降雨指標訂定 ... 7-2 7.2.2 山崩災害規模分類 ... 7-3 7.2.3 山崩災害發生機率 ... 7-5 7.2.4 警戒燈號設定 ... 7-6 7.3 山崩雨量門檻率定成果與驗證 ... 7-7 7.4 防災應變構想 ... 7-16 7.4.1 災前整備階段 ... 7-17 7.4.2 災害預報階段 ... 7-18 7.4.3 警戒與疏散避難 ... 7-18 7.5 模式未來應用構想 ... 7-19 7.5.1 土石流潛勢溪流集水區崩塌地 ... 7-19

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財團法人中興工程顧問社 vii

7.5.2 緊鄰山坡地之聚落 ... 7-23 7.5.3 緊鄰山坡之道路 ... 7-26 第八章即時展示技術建置 ... 8-1 8.1 系統平台發展環境設計 ... 8-1 8.2 系統架構規劃 ... 8-3 8.3 QPESUMS 介接作業及後續 QPF 介接規劃 ... 8-14 8.4 系統品管計畫 ... 8-20 第九章山崩災害歷史資料建置規劃 ... 9-1 9.1 系統開發環境 ... 9-1 9.2 系統架構規劃 ... 9-2 9.3 系統功能說明 ... 9-4 9.4 資料庫設計與規劃 ... 9-9 第十章計畫成果推廣與國際技術交流 ... 10-1 第十一章結論與建議 ... 11-1 11.1 總結 ... 11-1 11.2 小結 ... 11-1 11.3 建議 ... 11-7 參考文獻 ... 參-1 附錄一、一委員審查意見與回覆 ... 附錄 1.1-1 附錄一、二委員審查意見與回覆(前期) ... 附錄 1.2-1(附於光碟) 附錄二工作會議記錄 ... 附錄 2-1(附於光碟) 附錄三實際山崩時間點調查成果 ... 附錄 3-1(附於光碟) 附錄四各雨量站所需資料時間... ... ..附錄 4-1(附於光碟) 附錄五岩屑崩滑山崩調查點雨量組體圖 ... 附錄 5-1(附於光碟)

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財團法人中興工程顧問社 viii

表目錄

表 1.2-1 工作範圍分區期程 ... 1-3 表 1.4-1 本(103)年度工作項目與其細項... 1-9 表 1.5-1 本(103)年度期末階段計畫工作時程與進度表... 1-12 表 1.5-2 本(103)年度期末階段計畫工作成果彙整表... 1-13 表 1.7-1 I-R 型臨界降雨系統 ... 1-21 表 1.7-2 I-T 型臨界降雨系統 ... 1-22 表 1.7-3 R-T 型臨界降雨系統 ... 1-22 表 1.7-4 I-P 型臨界降雨系統 ... 1-22 表 1.7-5 其他型臨界降雨系統 ... 1-22 表 1.7-6 各種土石流發生警戒區域劃分研究方法之相關研究 ... 1-24 表 1.7-7 日本空間域之土石流警戒區設置依據 ... 1-26 表 1.7-8 各國災害應變機制之比較 ... 1-27 表 1.7-9 臺灣山區道路坡地災害警戒方式 ... 1-29 表 1.7-10 一級監控路段彙整表 ... 1-31 表 1.7-11 日本臨界降雨量線參數組合 ... 1-34 表 1.7-12 國外常用之山崩、土石流雨量門檻率定方式 ... 1-37 表 1.8-1 計畫執行期間方法學精進歷程 ... 1-41 表 2.2-1 地質分區劃設一覽表 ... 2-5 表 2.3-1 歷史山崩發生時間點颱風資訊 ... 2-7 表 2.5-1 研究區環境地質災害統計表 ... 2-18 表 3.1-1 本(103)年度購置之衛星影像... 3-2 表 4.3-1 100 年度至本(103)年度研究區域內山崩時間點調查數量統計... 4-6 表 4.4-1 近期新增山崩事件一覽表 ... 4-9 表 5.3-1 研究區域雨型統計表 ... 5-7

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財團法人中興工程顧問社 ix

表 5.5-1 梅姬、奈格、蘇拉、蘇力等颱風之區域性山崩災害雨量資料 ... 5-14 表 5.5-2 實際山崩時間點雨型資料分析 ... 5-15 表 5.5-3 實際山崩時間點各累積雨量參數變異係數分析 ... 5-15 表 6.2-1 各區域之斜坡單元數量一覽表 ... 6-17 表 6.2-2 各分區決選因子表 ... 6-18 表 6.3-1 各分區因子係數表 ... 6-25 表 6.3-2 分類誤差矩陣 ... 6-25 表 6.3-3 各分區訓練結果之正確率與 AUC 值 ... 6-26 表 6.3-4 各分區驗證結果之正確率與 AUC 值 ... 6-26 表 7.2-1 臺灣中部地區山崩災害規模分類表 ... 7-5 表 7.2-2 山崩雨量門檻警戒燈號表 ... 7-7 表 7.3-1 北部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-11 表 7.3-2 中部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-11 表 7.3-3 南部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-11 表 7.3-4 東部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-11 表 7.3-5 全臺山崩雨量門檻率定成果 ... 7-12 表 7.3-6 山崩雨量門檻驗證 ... 7-14 表 8.1-1 平台支援瀏覽器列表 ... 8-1 表 8.1-2 系統主機規格表 ... 8-3 表 8.4-1 系統開發作業項目、方法與技術 ... 8-20 表 9.1-1 平台支援瀏覽器列表 ... 9-1 表 9.3-1 使用者角色及功能對照表 ... 9-4

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財團法人中興工程顧問社 x

圖目錄

圖 1.2-1 100 至 103 年計畫工作期程圖 ... 1-4 圖 1.4-1 計畫工作流程圖 ... 1-10 圖 1.7-1 臺灣不同警戒區之劃設方式 ... 1-23 圖 1.7-2 土石流警戒區發布模式 ... 1-25 圖 1.7-3 各縣市累積降雨與坡地災害發生機率對照表 ... 1-25 圖 1.7-4 土石流警戒區發布時機及警戒作為 ... 1-26 圖 1.7-5 日本土石流及坡地災害之紅黃警戒區示意圖 ... 1-26 圖 1.7-6 公路總局易致災路段分布圖 ... 1-29 圖 1.7-7 交通部公路總局封路標準作業流程圖 ... 1-30 圖 1.7-8 交通部公路總局封路標準作業流程圖 ... 1-30 圖 1.7-9 日本政府臨界降雨量線示意圖 ... 1-33 圖 1.7-10 日本各縣市臨界降雨量預警系統圖 ... 1-34 圖 1.7-11 降雨逕流系統與水桶模式轉換概念圖 ... 1-34 圖 1.7-12 傳統線性臨界降雨量線 ... 1-35 圖 1.7-13 美國各州 I-D 型山崩警戒雨量線 ... 1-38 圖 1.7-14 加拿大 I-D 型山崩警戒雨量線 ... 1-38 圖 1.7-15 南歐地區 I-D 型山崩警戒雨量線 ... 1-38 圖 1.7-16 義大利 I-D 型山崩警戒雨量線 ... 1-38 圖 1.7-17 汶川地區 I-D 型山崩警戒雨量線 ... 1-38 圖 1.7-18 義大利 E-D 型山崩警戒雨量線... 1-38 圖 1.7-19 義大利 E-D 型山崩警戒雨量線... 1-39 圖 1.7-20 法國南部 R-R 型山崩警戒雨量線... 1-39 圖 1.7-21 日本 R-R 型山崩警戒雨量線... 1-39 圖 1.7-22 浙江地區 R-R 型山崩警戒雨量線... 1-39

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財團法人中興工程顧問社 xi

圖 1.7-23 南韓地區 I-R 型山崩警戒雨量線 ... 1-39 圖 2.2-1 地質分區空間分布圖 ... 2-6 圖 2.5-1 研究區域之環境地質災害分布與空間之關係圖 ... 2-19 圖 3.2-1 山崩現地查核操作流程圖 ... 3-5 圖 3.3-1 敏督利颱風前(編號 1)... 3-6 圖 3.3-2 敏督利颱風後(編號 2)... 3-6 圖 3.3-3 海棠颱風後(編號 3)... 3-6 圖 3.3-4 六九豪雨後(編號 4)... 3-6 圖 3.3-5 聖帕颱風後(編號 5)... 3-7 圖 3.3-6 辛樂克颱風後(編號 6)... 3-7 圖 3.3-7 莫拉克颱風後(編號 7)... 3-7 圖 3.3-8 桃芝颱風前(編號 8)... 3-8 圖 3.3-9 桃芝颱風後(編號 9)... 3-8 圖 3.3-10 敏督利颱風前(編號 10)... 3-8 圖 3.3-11 敏督利颱風後(編號 11)... 3-8 圖 3.3-12 龍王颱風前(編號 12)... 3-9 圖 3.3-13 龍王颱風後(編號 13)... 3-9 圖 3.3-14 莫拉克颱風前(編號 14)... 3-9 圖 3.3-15 莫拉克颱風後(編號 15)... 3-9 圖 3.3-16 葛樂禮颱風前(編號 16)... 3-10 圖 3.3-17 葛樂禮颱風後(編號 17)... 3-10 圖 3.3-18 海棠颱風前(編號 18)... 3-11 圖 3.3-19 海棠颱風後(編號 19)... 3-11 圖 3.3-20 莫拉克颱風前(編號 20)... 3-12 圖 3.3-21 莫拉克颱風後(編號 21)... 3-12

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財團法人中興工程顧問社 xii

圖 3.3-22 南瑪都颱風前(編號 22)... 3-13 圖 3.3-23 南瑪都颱風後(編號 23)... 3-13 圖 4.1-1 山崩時間點訪查流程 ... 4-2 圖 4.2-1 實際山崩時間點品管操作流程圖 ... 4-4 圖 4.2-2 實際山崩時間點現地調查表格範例 ... 4-4 圖 4.2-3 比對土石流防災資訊網-重大土石災情報告之災害發生時間 ... 4-4 圖 4.2-4 比對交通部公路防救災資訊系統之道路阻斷災害時間 ... 4-5 圖 4.3-1 103 年度山崩時間點現地查核位置分布圖 ... 4-7 圖 4.3-2 變質岩板岩區山崩現地查核案例照片 ... 4-7 圖 4.3-3 西部麓山帶沉積岩砂頁互層岩組區山崩現地查核案例照片 ... 4-8 圖 5.1-1 計畫採用雨量站分布圖 ... 5-2 圖 5.3-1 岩屑崩滑位置與鄰近雨量站 ... 5-5 圖 5.3-2 C1V230 高中雨量站於莫拉克颱風期間之逐時雨量紀錄 ... 5-5 圖 5.3-3 六種雨型分布 ... 5-8 圖 5.3-4 無因次百分比雨型與六種設計雨型比較示意圖 ... 5-8 圖 5.4-1 雨量組體圖(調查點 0005)... 5-10 圖 5.4-2 雨量組體圖(調查點 0045)... 5-10 圖 5.5-1 梅姬、奈格、蘇拉、蘇力等颱風之區域性山崩災害雨量組體圖 ... 5-13 圖 5.5-2 各區域性降雨誘發山崩災害之降雨特性 ... 5-16 圖 6.1-1 岩屑崩滑型山崩機制示意圖 ... 6-10 圖 6.1-2 萃取斜坡單元內部網格示意圖 ... 6-11 圖 6.1-3 坡高因子示意圖 ... 6-11 圖 6.1-4 3 × 3 網格示意圖 ... 6-12 圖 6.1-5 3 × 3 網格資料格式立體示意圖 ... 6-12 圖 6.2-1 山崩潛勢因子篩選流程圖 ... 6-16

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財團法人中興工程顧問社 xiii

圖 6.2-2 山崩鑑別能力優劣之因子示意圖 ... 6-16 圖 6.2-3 山崩潛勢分區圖 ... 6-17 圖 7.2-1 山崩雨量門檻降雨指標計算方法 ... 7-3 圖 7.2-2 斜坡單元崩塌率與山崩潛勢值之關係 ... 7-4 圖 7.2-3 山崩雨量門檻率定方法 ... 7-6 圖 7.3-1 北部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-9 圖 7.3-2 中部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-10 圖 7.3-3 南部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-10 圖 7.3-4 東部區域山崩雨量門檻率定成果 ... 7-10 圖 7.3-5 全臺山崩雨量門檻率定成果 ... 7-10 圖 7.3-6 麥德姆颱風災情驗證成果 ... 7-13 圖 7.3-7 山崩雨量門檻率定及警戒構想 ... 7-16 圖 7.5-1 緊鄰土石流潛勢溪流保全住戶、道路與岩屑崩滑套疊圖 ... 7-20 圖 7.5-2 土石流集水區崩塌地臨界降雨門檻評估流程 ... 7-21 圖 7.5-3 土石流集水區崩塌地臨界降雨門檻評估試作 ... 7-22 圖 7.5-4 緊鄰山坡保全住戶緩衝區、道路與岩屑崩滑套疊圖 ... 7-24 圖 7.5-5 緊鄰山坡地之聚落山崩臨界降雨門檻評估流程 ... 7-25 圖 7.5-6 緊鄰山坡地之聚落山崩臨界降雨門檻評估流程 ... 7-26 圖 7.5-7 山區道路與斜坡單元套疊示意圖 ... 7-28 圖 7.5-8 道路與斜坡單元套疊示意圖 ... 7-28 圖 7.5-9 緊鄰山坡之道路臨界降雨門檻評估流程 ... 7-29 圖 7.5-10 緊鄰山坡之道路臨界降雨門檻評估試作 ... 7-29 圖 8.1-1 降雨引發山崩預警資訊系統軟、硬體架構配置 ... 8-3 圖 8.2-1 系統架構圖 ... 8-4 圖 8.2-2 即時展示技術專業應用版架構圖 ... 8-4

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財團法人中興工程顧問社 xiv

圖 8.2-3 即時展示之入口首頁畫面 ... 8-5 圖 8.2-4 警戒鄉鎮村里查詢成果畫面 ... 8-6 圖 8.2-5 紅、黃警戒村里列表成果畫面 ... 8-6 圖 8.2-6 農航所影像套疊畫面 ... 8-7 圖 8.2-7 雨量組體圖開啟畫面 ... 8-7 圖 8.2-8 I₃-R₂₄圖顯示畫面 ... 8-7 圖 8.2-9 公路里程查詢定位畫面 ... 8-8 圖 8.2-10 行政區定位查詢定位畫面 ... 8-8 圖 8.2-11 使用者管理畫面 ... 8-8 圖 8.2-12 簡易版畫面 ... 8-9 圖 8.2-13 簡易版行政區域查詢畫面 ... 8-9 圖 8.2-14 簡易版土石流潛勢溪查詢畫面 ... 8-9 圖 8.2-15 簡易版公路里程查詢畫面 ... 8-10 圖 8.2-16 簡易版公路里程查詢畫面 ... 8-10 圖 8.2-17 手機版查詢畫面 ... 8-11 圖 8.2-18 手機版依行政區域查詢畫面 ... 8-11 圖 8.2-19 手機版依土石流潛勢溪流查詢畫面 ... 8-12 圖 8.2-20 手機版依公路里程查詢畫面 ... 8-12 圖 8.2-21 手機版依坐標查詢畫面 ... 8-13 圖 8.2-22 手機版依所在位置查詢畫面 ... 8-13 圖 8.3-1 QPESUMS 安裝完成之平台介面 ... 8-14 圖 8.3-2 QPESUMS 產品顯示 ... 8-14 圖 8.3-3 FWTools 匯入參數提供參照 ... 8-15 圖 8.3-4 資料庫建置成果 ... 8-16 圖 8.3-5 動態雨量山崩潛勢圖資料介接整體流程 ... 8-16

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財團法人中興工程顧問社 xv

圖 8.3-6 QPESUMS 雨量資料轉換 ASCII 顯示 ... 8-17 圖 8.3-7 QPESUMS 與空間相關之區域雨量分布資料 ... 8-17 圖 8.3-8 QPESUMS 推送資料化算為雨量定位矩陣 ... 8-17 圖 8.3-9 斜坡單元套疊分析演算邏輯 ... 8-18 圖 8.3-10 以資料庫語法技術建立斜坡單元雨量動態資料主題圖 ... 8-18 圖 8.3-11 本計畫中建立 OGC SLD 文件範例 ... 8-19 圖 8.4-1 系統開發程序 ... 8-21 圖 9.2-1 山崩災害歷史資料庫查詢系統整體架構示意圖 ... 9-2 圖 9.2-2 山崩災害歷史資料庫功能架構圖 ... 9-2 圖 9.2-3 資料查詢頁設計圖 ... 9-3 圖 9.2-4 詳細資料頁設計圖 ... 9-3 圖 9.3-1 山崩災害歷史資料之入口首頁畫面 ... 9-5 圖 9.3-2 資料查詢頁畫面 ... 9-5 圖 9.3-3 地圖瀏覽功能畫面 ... 9-6 圖 9.3-4 詳細資料瀏覽畫面 ... 9-7 圖 9.3-5 詳細資料編輯畫面 ... 9-7 圖 9.3-6 詳細資料-地圖瀏覽畫面 ... 9-7 圖 9.3-7 詳細資料-照片瀏覽、編輯畫面 ... 9-8 圖 9.3-8 詳細資料-照片相簿模式瀏覽畫面 ... 9-8 圖 9.3-9 詳細資料-文件匯出功能 ... 9-9 圖 10-1 計畫團隊於 IAEG XII Congress 2014 研討會發表計畫研發成果 ... 10-2 圖 10-2 2014 降雨引致山崩之觀測及警戒前瞻技術研討會現場實況 ... 10-4 圖 10-3 南投廬山北坡現地勘查討論情形 ... 10-6 圖 10-4 新北市烏來西羅岸現地勘查討論情形 ... 10-6

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財團法人中興工程顧問社 1-1

第一章緒論

1.1 計畫緣起與研究目的

經濟部中央地質調查所(以下簡稱地調所) 於 91 至 95 年完成為期 5 年之

「都會區及周緣坡地整合性環境地質資料庫建置計畫」，並於 96 至 99 年，

延續完成為期 4 年之「都會區周緣坡地山崩潛勢評估」與「高山聚落地區地質災害基本調查計畫」等計畫。其中「都會區周緣坡地山崩潛勢評估」計畫，

主要係針對都會區周緣坡地進行地質分區劃設、事件型山崩目錄建置與斜坡單元劃分等工作，並搭配各豪雨引致山崩事件之雨量資料，發展豪雨誘發山崩之潛勢評估模式，繪製都會區周緣坡地山崩潛勢圖，以加強落實災前整備之效能。而「高山聚落地區地質災害基本調查計畫」主要於高山聚落地區進行現場調查，結合地理資訊系統(GIS)與遙測影像進行環境地質災害判釋及敏感區劃設工作，並以野外調查與現地試驗檢核計畫成果，建置研究區範圍內

「坡地環境地質基本圖」、「坡地環境地質災害敏感區分布圖」及「坡地岩體工程地質特性圖」等成果圖資。

本計畫以 4 年(100 年至 103 年)為期，其主要為落實行政院災害防救委員會會議通過「第二期強化防災科技研發與落實運用方案-建構全國災害管理平台」及國科會「災害防救應用科技方案」，以提昇我國防災應用科技，應變體系作業之效能。而為能落實及延續前期成果之防災應用，本計畫將整合地調所前期執行「都會區周緣坡地山崩潛勢分析」及「高山聚落地區地質災害基本調查」等計畫之研發成果，持續精進臺灣山崩潛勢評估模式，並結合即時雨量資訊，研發動態雨量山崩潛勢即時展示資料庫與警戒模式，以達到實際落實應用之目標與加強落實防災預警之效能。由於岩體滑動較為複雜，

落石則具有甚高之不確定性，故本計畫之對象係優先以岩屑崩滑為主。

(17)

1.2 計畫目標與工作範圍

本計畫自 100 年度起至 103 年底止總計 4 年度，以分年分區之方式完成山崩動態潛勢評估資料庫與警戒模式，103 年度預計完成目標說明如下：

一、基本資料蒐集。

二、地質分區劃設。

三、山崩目錄建置。

四、實際山崩時間點調查。

五、雨量資料蒐集與處理。

六、山崩潛勢模式精進。

七、山崩雨量門檻率定與防災應變規劃。

八、即時展示技術規劃。

九、山崩災害資料建置。

十、國際技術交流。

依據招標文件相關說明，本計畫預定執行時間為 4 年，自 100 年起至 103 年止(表 1.2-1、圖 1.2-1)。預定於100 年至 103 年內，分期分區建立年度計畫範圍內之動態雨量山崩潛勢評估模式、動態雨量山崩潛勢即時展示資料庫，

並研擬山崩雨量門檻率定方法與防災應變規劃。工作範圍分別為都會區周緣坡地 101 幅圖(100 年)、南部研究區 47 幅圖(101 年)、北部研究區 62 幅圖(102 年)、東南部研究區 48 幅圖(103 年)等區域範圍(1/25,000 比例尺)。本(103)年度計畫為第 4 年計畫，擬統合前三年相關成果，完成全臺地區之動態雨量山崩潛勢即時展示資料庫與山崩雨量門檻率定方法，執行期間為 103 年 2 月 5 日起算共計執行 11 個月至 103 年 12 月底止。

(18)

工作項目 年度 工作範圍 圖幅說明

(1/25000 經建版地形圖)

即時動態雨量山崩潛勢評估資料庫與降雨警戒模式

100 都會區周緣

坡地(101 幅)

樹林、木柵、石碇、三重、臺北市、八堵、淡水、陽明山、基隆市、和平島、頭份、竹東、

新竹市、新埔、溪頭、瑞竹、集集、竹山、埔里、中寮、南投、員林、大坪頂、國姓、霧峰、

彰化、新社、臺中市、東勢、后里、斗六、屏東、里港、美濃、旗山、關廟、甲仙、北寮、

新化、密枝、玉井、善化、大埔、白河、中埔、

嘉義市、草嶺、竹崎、大林、南澳、蘇澳、三星、宜蘭、礁溪、外澳、大里、雙溪、澳底、

大湖、苑裡、南庄、苗栗、白沙屯、竹南、龍潭、復興、桃園、南崁、岡山、知本、利嘉、

臺東、瑞源、東河、關山、成功、富里、竹田、

重安、玉里、長濱、三民、靜浦、鶴岡、光復、

磯崎、豐山、水璉、銅門、花蓮、北埔、太魯閣、新城、田中、沙鹿、清水、羅東、三芝、

富貴角、湖口、中壢

101 南部研究區

(47 幅)

梨山、力行、霧社、蘆山、員林、南投市、中寮、埔里、萬大、田中、竹山、集集、日月潭、

斗六、瑞竹、溪頭、巒安堂、大林、竹崎、草嶺、阿里山、同富、嘉義市、中埔、達邦、特富野、白河、大埔、新美、梅山、善化、玉井、

密枝、民族、桃源、新化、北寮、甲仙、荖濃、

關廟、旗山、美濃、六龜、岡山、里港、高雄市(南部)、屏東市

102 北部研究區

(62 幅)

三芝、富貴角、淡水、陽明山、基隆市、和平島、南崁、三重市、臺北市、八堵、雙溪、澳底、湖口、中壢、桃園市、樹林、木柵、石碇、

外澳、大里、新竹市、新埔、龍潭、復興、福山、烏來、宜蘭市、礁溪、竹南、頭份、竹東、

內灣、三光、巴陵、天送埤、三星、羅東、白沙屯、苗栗市、南庄、清泉、新光、土場、樂水、古魯、蘇澳、苑裡、大湖、虎山、清水、

后里、東勢、烏石坑、沙鹿、臺中市、新社、

谷關、青山、彰化市、霧峰、國姓、大坪頂

103 東南部研究區

(48 幅)

南澳、環山、大禹嶺、天祥、太魯閣、新城、

北埔、銅門、花蓮、豐山、水璉、光復、磯崎、

鶴岡、三民、靜浦、玉里、長濱、富里、竹田、

重安、關山、成功、瑞源、東河、口社、利嘉、

臺東、三地門、知本、潮州、來義、太麻里、

林邊、南和、新生、大鳥、枋山、安朔、大武、

楓港、牡丹、港仔、恒春、滿州、出風鼻、大光、墾丁

(19)

圖 1.2-1 100 至 103 年計畫工作期程圖

(20)

一、基本資料蒐集

1. 進行 GIS 圖層資料、山崩目錄資料、地質圖、環境地質圖、數值高程模型(Digital Elevation Model, DEM)、前人文獻等基本資料之蒐集與整理。

2. 選購適切之豪雨事件遙測影像，以建立模式建置用之山崩目錄。

二、地質分區劃設

1. 依據「都會區周緣坡地山崩潛勢評估」計畫提出之地質分區合併原則，進行全臺都會區與東南部高山區之地質分區劃設與合併，並以現地調查之岩屑崩滑型山崩資料，依其地質分區之地形、工程地質、

各類型山崩分布等，說明各地質分區山崩發生條件物理特性。

2. 依據降雨型態分布、野外調查點分布之區位，於山崩潛勢模式精進時適當整合地質分區，以利模式準確性提升。

三、山崩目錄建置

1. 建置本(103)年度研究區域內之重大歷史颱風豪雨事件山崩目錄，用以精進與驗證山崩潛勢模式。

2. 針對前期計畫(96~99 年度)與本期計畫 100 年度已完成之歷史山崩目錄進行編修與調整，用以精進與驗證山崩潛勢模式。

四、實際山崩時間點調查

1. 針對計畫期程範圍內的山崩區位，進行 122 處歷史山崩時間點調查，

並透過實地訪查蒐集實際山崩發生時間點資訊，藉此作為山崩潛勢模式精進之參考。

(21)

2. 針對本(103)年度發生較大規模或具有保全對象者之山崩災害，進行實際山崩時間點調查，除可得知更確切之時間點資訊外，亦可更加掌握山崩機制。

3. 於調查前，已制訂標準化之調查表格據以填寫，並預先規劃勘查路線，辦理現場調查作業前，亦先通知地調所視實際需要派員與勘。

五、雨量資料蒐集與處理

1. 彙整實際山崩時間點調查區位鄰近之中央氣象局雨量資料，並進行雨量空間分析工作，據以推估各調查點所在斜坡單元之累積雨量、

降雨強度等資訊，並繪製雨量組體圖，作為後續山崩臨界雨量分析之參考依據。

2. 彙整全臺都會區周緣坡地之時雨量資料，補足全臺高山聚落地區缺漏之氣象局事件時雨量資料，建立全臺各事件之雨量空間分布，以利後續山崩潛勢分析。

六、山崩潛勢模式精進

此項工作主要針對高山區斜坡單元進行山崩潛勢因子製作，並針對研究區域內之地質分區進行山崩潛勢模式精進，工作項目及內容如下：

1. 山崩潛勢因子製作與篩選

(1) 因子初選：將各因子歸納為地形、岩性、工程地質、水文及人為開發等五類。

(2) 因子萃取：依照 99 年度「都會區周緣坡地山崩潛勢評估」計畫因子萃取方法，進行潛勢因子處理與製作。

(22)

數分布圖與P-P plot 等圖形判釋方法判別因子對於山崩潛勢的貢獻度。

(4) 因子決選：利用因子相關性分析，剔除獲選的複選因子中，彼此之間相關性較大的因子。

2. 山崩潛勢模式精進與驗證

(1) 潛勢模式精進：將亂數選取與山崩資料筆數相同的非山崩資料與山崩資料進行分析後，採用統計分析方法，於不同分析區進行潛勢分析，推求各斜坡單元之潛勢值，並以分類誤差矩陣與成功率曲線檢驗模式準確率。

(2) 潛勢模式驗證：以不同於訓練事件的事件山崩目錄及其雨量分布進行模式驗證，並視驗證結果回饋分析模式進行修訂與更新。

3. 動態雨量山崩潛勢模式精進與驗證

(1) 利用山崩時間點調查結果所產製之雨量組體圖歸納其特性後，評估各山崩樣本臨界雨量，並搭配山崩潛勢值，進行各分區動態雨量山崩潛勢模式之精進。

(2) 利用山崩目錄、雨量分布、現地查核之結果與模式分析結果進行比對，以驗證模式之準確性，若驗證成果不佳，則依模式建置流程重新檢視潛勢因子相關資料並進行修正；若驗證結果確認可行

，則將模式建立於「即時展示技術」中，並進行資料測試。

(23)

七、山崩雨量門檻率定與防災應變規劃

103 年度持續山崩雨量門檻率定與防災應變規劃之應用發展，結合現有資料建立山崩警戒管理流程與模式、通報發布流程與標準作業程序等。

並將其與 I-R 圖之預警方法進行整合，最後將其結合至動態雨量山崩潛勢即時展示資料技術。

八、即時展示技術規劃

本(103)年度開發即時展示技術之專業應用版與簡易查詢版兩種介面，專業應用版可提供內部計畫執行人員查詢山崩潛勢、衛星影像、山崩目錄等資訊；簡易查詢版則可提供縣市首長、外部人員村里長、道路管理單位、水土保持單位等取得管轄地區內之潛勢資訊。

九、山崩災害資料建置

本(103)年度已完成山崩災害資料建置，將本計畫所累積之野外調查成果系統性的彙整與保存，其資料包含案例發生之事件、時間、地點、照片及災情描述等，除有利於研究人員快速且便利之查詢外，亦為後續相關研究之重要參考案例，並可作為後續推廣使用。

十、國際技術交流

邀請國外相關專家學者來臺進行交流，協助地調所與國際相關單位建立國際技術交流合作管道。

1.4 工作架構與流程

本計畫主要工作項目包括：基本資料蒐集、地質分區劃設、山崩目錄建置、實際山崩時間點調查、雨量資料蒐集與處理、山崩潛勢模式精進、

山崩雨量門檻率定與防災應變規劃、即時展示技術規劃、山崩災害資料建

(24)

1.4-1所示。

表1.4-1 本(103)年度工作項目與其細項

項次本(103)年度工作項目 工作項目之細項

一基本資料蒐集 1.基本資料蒐集與整理

2.選購山崩潛勢模式精進用之遙測影像

二地質分區劃設 1.都會區與高山區地質分區劃設與合併

2.適當整合地質分區，提升模式準確性

三山崩目錄建置 1.遙測影像融合及色彩增揚

2.利用購置之遙測影像建置山崩目錄

四實際山崩時間點調查 1.完成 126 處實際山崩時間點調查

2.本(103)年度期程內重大災害調查

五雨量資料蒐集與處理 1.調查點鄰近雨量站資料購置

2.調查點雨量空間分析及雨量參數計算

六山崩潛勢模式精進

1.山崩潛勢因子製作與篩選 2.彙整並精進山崩潛勢模式

3.推估各斜坡單元山崩累積雨量值 4.動態雨量山崩潛勢模式精進 5.模式驗證比對

七山崩雨量門檻率定與防災應變規劃 1.山崩雨量門檻率定

2.防災應變初步規劃

八即時展示技術規劃

1.專業應用版介面開發 2.簡易查詢版介面開發 3.技術測試與應用

九山崩災害資料建置 1.整合既有山崩災害調查資料

2.山崩災害資料建置、測試及推廣

十國際技術交流 1.邀請國外專家學者來臺進行技術交

流，使計畫成果與國際進展接軌。

十一完成各階段報告

1.每月完成月進度報告

2.完成期中報告、期末報告、成果報告及總報告

(25)

圖1.4-1 計畫工作流程圖

強化豪雨引致山崩之即時動態潛勢評估與警戒模式發展

2/1 ~ 6/30 2/1 ~ 11 /3 0 3/1 ~ 12/3 0

山崩目錄建置

山崩雨量門檻率定與防災應變規劃

國際技術交流 D

斜坡單元 地質分區 雨量資料 山崩目錄遙測影像 環境地質

B

A C D E F G

地質資料歷史資料

H

F G

基本資料蒐集與相關計畫成果彙整

遙測影像融合與增揚 遙測影像山崩判釋與數化

品管檢核

山崩潛勢展示模組山崩警戒發布模組

山崩基礎圖資模組定位查詢模組系統與資料管理模組

完成各階段報告 100 年度

計畫(1/4)

101 年度 計畫(2/4)

102 年度 計畫(3/4)

103 年度 計畫(4/4) 都會區周緣坡

地 101 圖幅

南部研究區 47 圖幅

北部研究區 62 圖幅

東南部研究區 48 圖幅

山崩屬性資料建置

即時展示技術規劃山崩災害資料建置

案例之事件、時間、地點、

照片及災情描述等

NO

YES 山崩潛勢模式精進

A B C D E

山崩潛勢因子製作與篩選

模式驗證比對 完成山崩潛勢模式建置 彙整並精進山崩潛勢模式 實際山崩時間點調查

D F G

於研究區現場訪查 實際山崩時間點

調查點降雨組體圖繪製 自相關報告或報導 蒐集實際山崩時間點資訊

雨量資料蒐集與處理

(26)

本計畫工作進度控制共分 12 部分，分別為(1)前期作業；(2)基本資料蒐集；(3)地質分區劃設；(4)山崩目錄建置；(5)實際山崩時間點調查；(6)雨量資料蒐集與處理；(7)山崩潛勢模式精進；(8)山崩雨量門檻率定與防災應變規劃；(9)即時展示技術規劃；(10)山崩災害資料建置；(11)國際技術交流；(12) 提送報告。工作項目與時程進度如表 1.5-1，期末階段完成之成果如表 1.5-2 所示。

本計畫不定期與地調所進行討論會議或工作會議，隨時針對工作成果進行討論與決議，截至期末階段共已舉行8 次討論會議與 1 次工作會議，各會議紀錄詳附錄二。

(27)

表 1.5-1 本(103)年度期末階段計畫工作時程與進度表

月次 工作項目

二月三

月四

月五

月六

月七月八

月九月十

月十一月

十二月

1 前期作業合約訂定期程

實際執行進度

2 基本資料蒐集合約訂定期程

實際執行進度

3 地質分區劃設合約訂定期程

實際執行進度

4 山崩目錄建置合約訂定期程

實際執行進度 5 實際山崩時間點調查合約訂定期程實際執行進度 6 雨量資料蒐集與處理合約訂定期程實際執行進度

7 山崩潛勢模式精進合約訂定期程

實際執行進度 8 山崩雨量門檻率定與

防災應變規劃

合約訂定期程實際執行進度

9 即時展示技術規劃合約訂定期程

實際執行進度 10 山崩災害資料建置合約訂定期程實際執行進度

11 國際技術交流合約訂定期程 △

實際執行進度 ▲

12 提送報告

月進度報告合約訂定期程 △ △ △ △ △ △ △ △ △ △ △

實際執行進度 ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲ ▲

期中報告撰寫合約訂定期程實際執行進度期末報告撰寫合約訂定期程實際執行進度成果報告撰寫合約訂定期程實際執行進度總報告撰寫合約訂定期程實際執行進度

累積進度(累積百分比) 13 29 42 55 66 71 76 81 87 95 100

(28)

表1.5-2 本(103)年度期末階段計畫工作成果彙整表

項次 工作項目 進度說明

1 前期作業已於二月底擬定工作計畫書，並完成計畫書審查與簽約相關事項。

2 基本資料蒐集

1. 已完成 GIS 圖層資料、山崩目錄資料、地質圖、環境地質圖、

數值高程模型、前人文獻等基本資料之蒐集與整理。

2. 已完成模式建置及驗證用遙測影像(SPOT5)之購買。

3 地質分區劃設 1. 已完成本(103)年度研究區域內之地質分區劃設。

2. 已依據模式分析需求進行整併。

4 山崩目錄建置

1. 已完成各期山崩目錄之建置。

2. 已針對前期計畫(96~99 年度)與本期計畫已完成之歷史山崩目錄進行編修與調整。

5 實際山崩時間點調查 1. 已完成山崩時間點文獻資料蒐集與彙整。

2. 已完成 126 處岩屑崩滑案例之實際山崩時間點調查。

6 雨量資料蒐集與處理

1. 已完成 126 處調查點之雨量資料購買、檢核等工作。

2. 已完成 126 處調查點之空間內插、雨場分割與雨型分析，並計算各調查點之山崩雨量相關參數(累積雨量、降雨強度等)。

7 山崩潛勢模式精進

1. 已完成山崩潛勢因子製作與篩選。

2. 已完成山崩潛勢模式精進。

3. 已完成山崩潛勢模式驗證。

8 山崩雨量門檻率定與

防災應變規劃

1. 已完成各分區之山崩雨量門檻率定。

2. 已提出山崩警戒管理流程與通報發布流程。

9 即時展示技術規劃 1. 已完成專業應用版之功能。

2. 已完成簡易查詢版(含手機查詢版頁面)之功能。

10 山崩災害資料建置已完成山崩災害資料庫之建置。

11 提送報告每月均提送月進度報告，並已完成期末報告初稿撰寫。

(29)

1.6 國內外山崩潛勢分析方法文獻回顧

山崩係綜合諸多因子(如地文、水文、人文等類型因子)之自然現象所反映而成。以廣域山崩潛勢分析方法(Landslide Susceptibility Analysis, LSA)大體上可區分為定性與半定量法、定量法兩大類。而定量法又包括了統計分析、人工智慧之運用及定率分析等三類。近十餘年來，由於 GIS 的普及加上數值地形模型(Digital Terrain Model, DTM)的精緻化，大幅增進地形因子之萃取效率，強化山崩潛勢模式之建置。茲將各種分析方法分別敘述如下：

一、定性與半定量分析法

定性與半定量分析分為地形判釋法及專家評分法兩種，說明如下：

地形判釋法：係由專家依照經驗直接進行地形判釋及劃設山崩潛勢區 (Carrara and Merenda, 1974; Meneroud and Calvino, 1976; Kienholz, 1978;

Kienholz et al., 1988; Ives and Messerli, 1981; Hansen, 1984; Varnes, 1984;

Rupke et al., 1988)。地形判釋法之優勢在於潛勢圖與判釋成果，具備專家多年之判釋與調查經驗，可靠度較高；其缺點為主觀性太強，不同專家所產製之山崩潛勢區難以比較，且潛勢圖亦不容易更新。

專家評分法：係依照專家經驗，歸納歷史實際之山崩情形，給予各山崩潛勢因子相對之排序，及賦予各因子之權重值，最後將各因子疊合，計算最終之山崩潛勢值(Landslide Susceptibility Index, LSI) (Stevenson, 1977;

Ives and Bovis, 1978; Sidle et al., 1985)。專家評分法之優點為程序簡便，具備專家多年之調查經驗與研究成果；然其缺點是人為給定之權重及因子評分不夠客觀，於不同地質、地形或促崩因子條件上，不一定適用專家評分規則。

(30)

潛力調查與製圖計畫中，以工程地質因子及動態地形因子，並利用線性組合法繪製工程地質圖及工程風險率。王鑫(1981)以地景法研究阿里山公路沿線之地形、地質因子及繪製不穩定邊坡分布圖。陳振華及潘國樑(1985)於全臺都會區環境地質資料庫中，以岩性、坡度、災害為因子，利用因子組合法進行山崩潛勢分析及土地利用潛力評估，將山崩潛勢分為低、中低、中高與高潛勢等四級，並製成 1/5,000 比例尺之山崩潛勢圖 (Landslide Susceptibility Map, LSM)圖集。陳凱榮(2000)採用岩石工程系統及落石危害度評分系統，針對中橫公路東勢到德基段進行山崩潛勢分區，亦為專家評分法之一種。

而中央地質調查所於 2002 至 2010 年建置之整合性環境地質資料庫圖集，則根據各種環境地質因子之套疊分析，評估坡地上具有自然發生，或容易因人為不當活動而產生地質災害之潛勢地區。評估地質災害潛勢區之環境地質因子包括基本圖中各種可能致災因子、岩性組合與岩體強度之工程地質參數、DTM 之 10m*10m 網格計算所產生的坡度條件等，依地形單元劃分概念，將上述設定的判斷條件置入，以專家評估法訂定高、中、低等潛勢劃設規則，劃設坡地地質災害潛勢區。

二、定量法-統計分析

統計分析法(statistic analysis)係分析某一地區山崩地點及非山崩地點之因子組合及其統計參數特性，再以適當之線性方程式計算全區各網格之山崩潛勢值，並用來預估目前尚未發生山崩但具有相似因子組合特性之山崩可能性，建立山崩潛勢模型(Brabb et al., 1972; Brabb, 1984; Yin and Yan, 1988;

Kobashi and Suzuki, 1988; Chung and Fabbri, 1993 ;Chung and Fabbri, 1999;

Lee et al., 2002; Duman et al., 2005; Chung, 2006; Lee and Huang，2007; 鄭元

(31)

振，1992; 林中興，1994; 簡李濱，1992; 蘇苗彬，1998; 林書毅，1999; 許煜煌，2002; 林彥享，2003; 黃春銘，2005)。運用於山崩潛勢分析的統計方法主要包括多變量分析(multivariate analysis) 中的羅吉斯迴歸 (logistic regression)、判別分析 (discriminant analysis) 及條件機率分析 (conditional probability)等。各統計方法主要評估各因子間之權重值，再利用線性疊加法計算各網格之山崩潛勢值及完成山崩潛勢圖製作(Jones et al., 1961; Brabb et al., 1972; Neuland, 1976; Kobashi and Suzuki, 1988; Yin and Yan, 1988;

Carrara, 1983, 1988; Carrara et al. 1991, 1999; Koukis, 1991; Hearn, l995; Lee and Min, 2001)。

統計分析方法之計算模式較為複雜，資料的需求量較大，但較為客觀之模式建置與山崩潛勢評估為其優勢。其中，判別分析及羅吉斯迴歸分析可有效處理因子相依性之問題及獲得較為合理之因子權重值。於國內相關研究方面，鄭元振(1992)運用地理資訊系統(Geographic Information System, GIS)萃取最小邊坡單元，並以條件機率法將山崩潛勢因子之評分及權重定量後進行疊加。簡李濱(1992)則將研究區域劃分為格網，並以不安定指數法進行區域性山坡穩定評估。陳永寬、賴晃宇(1994)則以坡度梯度、剖面曲率、

平面曲率、上坡流域面積及蝕溝指數等五種因子由三階 Lagrange 多項式推估地景形態參數，並用在山崩潛勢評估。林中興(1994)使用條件機率法，以水系的距離、坡度、坡型等因子針對梨山地區進行山崩潛勢分析。游中榮 (1995)則利用卡方檢定值評估因子間的權重，並針對北橫公路復興至巴陵段進行山崩潛勢研究。黃士昌(1998)利用日本點數法、模糊集理論法及多變量分析法進行崩壞潛勢值分析。林書毅(1999)利用多變量分析法中的主成份分析法對各項因子進行轉換，嘗試解決因子間相依性的問題。林昆賢(2001) 針對南橫公路埡口至海端段以多變量分析法求取其不安定指數後，判定沿線各崩塌處之危險程度。Lee et al(2004)運用判別分析方法在國姓地區進行

(32)

另 Stark et al.(2009) 根據山崩目錄歸納出崩塌面積與體積，以指數律(power law)型式分析山崩面積機率分布關係。Ghosh et al.(2012) 則採用多期山崩目錄之數化資料，以 Inverse-Gamma 與 Double Pareto 擬合對喜瑪拉雅山區的山崩事件研析後，產製相關事件型的山崩災害空間分布圖與危害度歸納。

而中央地質調查所於 2007 至 2010 年建置之都會區周緣坡地山崩潛勢圖，則依據不同地質分區篩選不同因子進行套疊分析，建置15 個地質分區山崩潛勢模式，並依其山崩特性訂定高、中、低等潛勢基準，繪製1/25,000 比例尺之山崩潛勢圖(中央地質調查所，2007、2008、2009、2010)。然而，

採用統計方法建置之山崩潛勢模式之劣勢，包含訓練樣本數量與代表性不足等缺點，仍需經依賴完整且長時間的資料蒐集與整理，方可建置出可靠之統計模式。

三、定量法-人工智慧分析法

隨著近年來人工智慧分析技術的演進，已有一些學者開始將其方法應用在 LSA 之上。其中，最具代表性之方法為類神經網路(neural network)及模糊集(fuzzy set)之應用。許琦(1989)考慮地形、地質、環境、水文四大類共十七個因子，以模糊集進行山崩潛勢分析。吳少明(1993)引用邏輯關係組合法中的層級規則組合法，對高雄甲仙地區進行山崩潛勢及開發適宜性分

析。謝獻仁(1998)利用類神經網路分析中橫谷關-德基水庫間落石坡危險度。

楊智堯(1999)針對高雄縣岡山及楠梓地區，利用類神經網路求取各個山崩潛勢因子與破壞潛勢值之間的關係。王淑慧(2000)利用類神經網路預測道路邊坡落石坍方。周晏勤(2000)在南橫公路甲仙到埡口段，利用多變量分析方法與類神經網路法進行邊坡破壞因子之分析。謝豐隆(2000)則在中橫公路利用類神經網路方法建立落石危害度等級評估模式及降雨引致落石危險度之評

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估模式。藍世欽(2000)針對南橫公路甲仙－梅山路段，以道路邊坡的工程地質因子，利用類神經網路及多變量分析法進行研究。Lee et al.(2001)針對韓國 Yongin 地區，建立地理人文及環境資料庫，以其中的坡度、坡向、曲率等七項因子與山崩潛勢值進行類神經網路學習，並回想得到區域內的山崩潛勢圖。王智仁(2001)利用類神經網路進行南橫公路邊坡穩定評估。林信亨

與林美聆(2002)則利用GIS 及類神經網路進行土石流危險溪流危險度判定。

陳志豪(2002)針對南橫公路東段變質岩邊坡地區，以類神經網路進行道路邊坡破壞潛勢分析。吳振威(2003)利用多變量區別分析及類神經網路分析南部國道 3 號之公路邊坡，了解各因子對於公路邊坡淺層穩定之影響。林彥享 (2003)則以類神經網路探討山崩發生與山崩潛勢因子間之關係，並首度引用模糊隸屬函數的觀念於山崩潛勢分析，建立一套人工智慧方法的山崩潛勢分析模式。

而人工智慧分析法所建置之山崩潛勢模型，優勢在於模式訓練具備適應性學習能力、預測準確度較高、能解決高度非線性之複雜問題等；其缺點包含模型建置與訓練較為費時、相當耗費電腦資源、模型權重與模式本身為隱性等，故其缺乏潛勢因子解釋能力，導致山崩潛勢評估結果不易解釋說明。

四、定量法-定率分析法

定率分析法(deterministic analysis)主要以山崩物理及力學機制為基礎，

利用無限邊坡法(infinite slope stability model; Lambe, 1979)，找出促成山崩發生之臨界方程式。此法基本上是假定山坡不穩定可以簡化為獨立點之平面滑動模式，並以極限平衡法(Limit Equilibrium Method, LEM)計算該點之安全係數。定率法多用於特定豪雨誘發山崩或地震誘發山崩之研究( Sidle, 1985;游繁結，1996;朱聖心，2001;鄭傑銘，2003; 陳嬑璇，2002;廖啟雯，2004;

(34)

度不易取得，而有賴分析前先進行強度參數之反算(back analysis)及水文參數與滑動深度之評估工作(李錫堤，2009)。

於地震誘發山崩方面，無限邊坡模式可提供仿靜態之邊坡穩定分析。

但近年來國外對於地震誘發山崩分析已普遍採用所謂的 Newmark 位移法 (Newmark, 1965; Jibson et al., 1998; Jibson et al., 2000; Keefer, 2000)。為了評估地震誘發山崩的機率，一般均以 Newmark 永久位移值對應實際測繪之地震誘發山崩崩壞比進行迴歸，找出其關係式。永久位移值與山崩崩壞比之關係建立後，即可用來進行區域性地震誘發山崩機率圖之繪製。在國內相關研究方面，朱聖心(2001)、陳嬑璇(2002)、鄭傑銘(2003)、李馨慈(2004) 等人均使用 Newmark 位移法進行地震誘發山崩之評估。Liao and Lee(2004) 結合位移法地震誘發山崩分析及地震危害度分析，提出一套機率式地震誘發山崩危害度分析之評估方法及流程，並以集集地震實際誘發之山崩案例進行驗證。

於豪雨誘發山崩方面，水文參數方面主要考慮地下水位之變化。Luzi and Pergalani (2000)以無限邊坡法及一般切片法(ordinary slices method)，嘗試製作義大利 1/50,000 比例尺之安全係數分布圖。分析時地下水位分別考慮完全飽和及完全乾燥兩種情況，並假設邊坡土體凝聚力為零，故安全係數不受滑動深度之影響。朱聖心(2001)以無限邊坡安全係數之概念，分析天祥地區及中橫公路東段，評估 1995 年安珀颱風誘發山崩之潛勢分布。其模式中滑動深度取固定值4 m，坡度則以農林航測所 40m*40m DTM 求得；

其地下水位變化假設為累積雨量、入滲係數、土層厚度及孔隙率之函數。

陳嬑璇(2002)以1996 年賀伯颱風及 2001 年桃芝颱風為災害研究事件，其滑動深度假設為坡度的函數而呈線性變化，以同樣之無限邊坡模式及地下水

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變化方式進行分析。Casadei et al.(2003) 蒐集時雨量資料，結合無限邊坡理論與動力、空間分佈(spatially distributed)之地下水流動模式，用以預測崩塌之區位與時機。Baum et al.(2002) 以 Fortran 程式撰寫一套結合無限邊坡理論與降雨入滲造成孔隙水壓變化之模式，以計算邊坡安全係數之變化情形，

此模式稱為 TRIGRS (Transient Rainfall Infiltration and Grid-based Regional Slope-Stability Model)。Kelfoun et al. (2005, 2008)假設崩滑土體發生在許多薄層網格上，並以顆粒流(granular flow)運動之概念採用質量與動量守恆的深度平均公式(depth-average equation )來推估網格內的崩滑深度。此模式忽略孔隙水壓力，以主、被動土壓力係數與邊界摩擦條件求解摩擦域(friction dominant)下的崩滑運動。該模式目前已成功地應用於岩屑崩滑、土石流、

火山碎屑流與崩塌誘發海嘯等地質災害。

以定率法評估斜坡單元山崩潛勢之相關研究甚少，Xie et al.(2004)曾提出斜坡單元為基本單元，結合三維定率法模式，做為斜坡單元潛勢分析之

基礎。馮正一等人(2006)亦以斜坡單元為基本單元，將其斜坡單元分成土壤

與岩石兩種材料。其中，岩坡部分利用 Generalized Hoek-Brown criterion (Hoek et al., 2002)岩石破壞經驗準則，進行力學強度參數轉換；土壤部分主要根據 Rodriguez et al.(1986)建立之土壤力學參數。並根據Hovland (1977) 定率法模式，評估各斜坡單元之穩定性。

關於降雨入滲方面，已有相關研究探討不飽和土壤邊坡之入滲與破壞行為(Fredlund and Rahardjo, 1993； Iverson, 2000； Tarantino and Bosco, 2000

； JIA et al. , 2009; Tsai and Wang, 2011)。其中，Tsai (2011)利用 Iverson (2000) 水文地質模式結合無限邊坡法，求取降雨入滲對於邊坡穩定之解析解。並降雨類型區分為均勻分佈(uniform)、前峰式(advanced)、中峰式(central)、後峰式(delayed)等四種雨型進行討論，其結果顯示均勻分佈雨型導致邊坡破壞

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數甚多，對於廣域山崩潛勢分析上較不適用。

1.7 國內外山崩警戒雨量文獻回顧

由於山崩所包含的災害類型廣泛，如土石流、岩屑崩滑、落石、岩體滑動等，皆屬於不同型態之山崩類型，且各種山崩類型機制皆不相同，很難統一論述。多數研究常是針對單一山崩類型，擬定臨界降雨量模式，例如：土石流臨界降雨量及警戒降雨量模式。國內外現行臨界降雨量研究常使用的降雨參數有降雨強度 (I)、累積降雨量 (R)、降雨延時 (T)及前期降雨 (P)等四種。然誘發山坡地災害發生之颱風豪雨事件，其降雨延時大多會超過一天，

故較為保守作法是以累積雨量做為降雨參數，若採用一場降雨之有效累積雨量來推估，所求得機率值會較大，但以一場完整降雨的分析方式較為嚴謹，

且較為費時 (李欣輯，2006)。此種以累積降雨量推估模式的類型有 I-R 類型、

I-T 類型、R-T 類型、I-P 類型及其他類型，其中又以 I-R 及 I-T 類型最為普遍。各類型研究方法如表 1.7-1至表 1.7-5所示。

表1.7-1 I-R 型臨界降雨系統 (整理自李明熹，2006)

作者降雨強度(I) 累積雨量(R) 臨界降雨關係式

謝正倫(1991-1996) Ie(有效降雨強度) Rte(總有效累積雨量) Ie=a*Rte+c 江與林(1991) Ie(有效降雨強度) Re(有效累積雨量) Re=a+c*Ie 范正成(1996-1998) Ie(有效降雨強度) Re(有效累積雨量) Ie=a*Re+c 詹錢登等(2004) I(降雨強度) Rte(總有效累積雨量) RTI=I*Rte 瀨尾克美與

船崎昌繼(1978) Ie(有效降雨強度) Re(有效累積雨量) Re=a+c*Ie 譚萬沛(1991)

I(降雨強度)或

I¹⁰(10分鐘降雨強度) Rte(總有效累積雨量)

I¹⁰=a*Rte+c I=a*Rte+c 以降雨強度(I)與累積雨量(R)為臨界指標

國內

國外

強化豪雨引致山崩之即時動態潛勢評估與警戒模式發展