台灣山區道路邊坡災害防治最佳化之研究---子計畫：道路邊坡崩塌潛勢分析及災損評估(II)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

台灣山區道路邊坡災害防治最佳化之研究--子計畫:道路邊 坡崩塌潛勢分析及災損評估(II)

研究成果報告(完整版)

計 畫 類 別 ： 整合型

計 畫 編 號 ： NSC 95-2625-Z-011-002-

執 行 期 間 ： 95 年 08 月 01 日至 96 年 07 月 31 日 執 行 單 位 ： 國立臺灣科技大學營建工程系

計 畫 主 持 人 ： 鄭明淵

計畫參與人員： 碩士班研究生-兼任助理：黃聖詠、卓家良

處 理 方 式 ： 本計畫可公開查詢

中 華 民 國 96 年 08 月 31 日

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫 █ 成 果 報 告

□期中進度報告

台灣山區道路邊坡災害防治最佳化之研究—

子計畫：道路邊坡崩塌潛勢分析及災損風險評估(Ⅱ)

Landslide Potentiality Analysis and Damage Risk Evaluation for Mountain Roads

計畫類別：□ 個別型計畫 █ 整合型計畫 計畫編號：NSC 94－ 2625 － Z － 011 － 003 執行期間： 95 年 8 月 1 日至 96 年 7 月 31 日

計畫主持人：鄭明淵

計畫參與人員：黃聖詠、卓家良

成果報告類型(依經費核定清單規定繳交)：□精簡報告 █完整報告

本成果報告包括以下應繳交之附件：

□赴國外出差或研習心得報告一份

□赴大陸地區出差或研習心得報告一份

□出席國際學術會議心得報告及發表之論文各一份

□國際合作研究計畫國外研究報告書一份

處理方式：除產學合作研究計畫、提升產業技術及人才培育研究計畫、

列管計畫及下列情形者外，得立即公開查詢

□涉及專利或其他智慧財產權，□一年□二年後可公開查詢

目錄

第 一 章 緒 論 ... 1

1.1 研 究 動 機 ... 1

1.2 研 究 目 的 ... 2

1.3 研 究 範 圍 與 限 制 ... 2

1.4 研 究 流 程 與 方 法 ... 2

1.5 論 文 架 構 ... 5

第 二 章 文 獻 回 顧 ... 7

2.1 災 損 風 險 評 估 ... 7

2.1.1 生 命 損 失 風 險 ... 10

2.1.2 交 通 運 輸 損 失 風 險 ... 12

2.1.3 災 損 風 險 評 估 標 準 ... 14

2.2 邊 坡 保 護 工 法 簡 介 ... 15

第 三 章 觀 光 損 失 風 險 評 估 方 法 ... 18

3.1 地 區 基 本 資 料 ... 18

3.1.1 經 濟 產 業 狀 況 ... 18

3.1.2 產 業 與 交 通 關 聯 性 ... 19

3.2 觀 光 損 失 風 險 評 估 方 法 ... 20

3.2.1 降 雨 頻 率 與 邊 坡 崩 塌 機 率 ... 22

4.1.2 重 大 災 害 歷 史 ... 31

4.1.3 研 究 範 圍 及 致 災 事 件 選 定 ... 33

4.1.4 案 例 資 料 蒐 集 ... 34

4.2 觀 光 資 料 統 計 ... 39

4.2.1 崩 塌 體 積 ... 39

4.2.2 觀 光 人 次 ... 39

4.2.3 觀 光 消 費 ... 40

第 五 章 道 路 邊 坡 崩 塌 災 損 風 險 評 估 模 式 之 建 立 ... 41

5.1 觀 光 損 失 風 險 評 估 模 式 之 建 立 ... 41

5.1.1 模 式 架 構 確 立 ... 41

5.1.2 觀 光 損 失 風 險 值 ... 43

5.2 道 路 邊 坡 重 要 度 排 序 ... 45

第 六 章 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 估 模 式 之 建 立 ... 48

6.1 邊 坡 工 法 資 料 蒐 集 彙 整 ... 48

6.1.1 邊 坡 工 法 選 用 因 子 ... 48

6.1.2 邊 坡 整 治 工 法 彙 整 ... 49

6.2 邉 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式 之 建 立 ... 51

6.2.1 邊 坡 崩 塌 前 經 濟 效 益 評 估 模 式 架 構 確 立 . 51 6.2.2 邊 坡 崩 塌 後 經 濟 效 益 評 估 模 式 架 構 確 立 . 53 第 七 章 結 論 與 建 議 ... 55

7.1 結 論 ... 55

7.2 建 議 ... 55

參 考 文 獻 ... 57

附 錄 一 生 命 損 失 風 險 ... 60

圖目錄

圖 1.1 研 究 流 程 ... 3

圖 2.1 災 損 風 險 評 估 流 程 [28] ... 8

圖 2.2 生 命 損 失 風 險 評 估 模 式 流 程 ... 11

圖 2.3 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 模 式 應 用 程 序 ... 13

圖 2.4 全 球 性 安 全 量 化 指 標 ... 15

圖 3.1 邊 坡 崩 塌 影 響 旅 客 事 件 程 序 示 意 圖 ... 21

圖 3.2 邊 坡 崩 塌 影 響 旅 客 事 件 程 序 、 評 估 參 數 與 意 義 ... 22

圖 4.1 阿 里 山 公 路 位 置 圖 [6][7] ... 29

圖 4.2 阿 里 山 雨 量 站 之 歷 年 雨 量 統 計 圖 ... 30

圖 4.3 阿 里 山 雨 量 站 之 月 平 均 雨 量 統 計 圖 ... 31

圖 4.4 研 究 範 圍 及 現 場 調 查 點 位 置 圖 [6] ... 34

圖 5.1 觀 光 損 失 風 險 評 估 模 式 流 程 ... 42

圖 6.1 邊 坡 崩 塌 前 經 濟 效 益 評 估 模 式 應 用 流 程 ... 54

圖 6.2 邊 坡 崩 塌 後 經 濟 效 益 評 估 模 式 應 用 流 程 ... 54

表目錄

表 2.1 生 命 損 失 風 險 評 估 計 算 式 ... 12

表 2.2 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 計 算 式 ... 14

表 3.1 農 林 畜 牧 業 產 值 ... 19

表 3.2 道 路 邊 坡 崩 塌 影 響 因 子 [6] ... 23

表 3.3 崩 落 類 型 崩 塌 潛 能 [6] ... 24

表 3.4 坍 滑 類 型 崩 塌 潛 能 [6] ... 25

表 3.5 沖 蝕 類 型 崩 塌 潛 能 [6] ... 25

表 3.6 邉 坡 崩 塌 搶 修 時 程 ... 26

表 3.7 雨 天 道 路 需 求 流 量 折 減 率 [31] ... 27

表 3.8 車 道 受 阻 時 道 路 容 量 折 減 率 [18] ... 28

表 4.1 重 大 風 災 事 件 對 阿 里 山 公 路 造 成 崩 壞 之 情 形 [6] .... 33

表 4.2 台 十 八 線 已 崩 塌 邊 坡 案 例 [6] ... 35

表 4.2 台 十 八 線 已 崩 塌 邊 坡 案 例 [6](續 ) ... 36

表 4.3 台 十 八 線 未 崩 塌 邊 坡 案 例 [6] ... 37

表 4.3 台 十 八 線 未 崩 塌 邊 坡 案 例 [6](續 ) ... 38

表 4.4 台 十 八 線 沿 線 觀 光 景 點 每 月 旅 客 人 次 ... 40

表 4.5 台 十 八 線 沿 線 觀 光 景 點 旅 客 消 費 ... 40

表 6.2 山 區 道 路 整 治 工 法 施 工 時 間 與 經 費 ... 50

表 1.1 生 命 損 失 個 人 風 險 評 估 結 果 (單 位 :次 /年 ) ... 60

表 1.2 每 年 潛 在 死 亡 人 數 評 估 結 果 (單 位 :人 /年 ) ... 61

表 1.3 生 命 損 失 社 會 風 險 評 估 結 果 (單 位 :元 /年 ) ... 62

表 2.1 旅 行 時 間 損 失 風 險 評 估 結 果 (單 位 :元 /年 ) ... 63

表 2.2 車 輛 額 外 損 耗 風 險 評 估 結 果 (單 位 :元 /年 ) ... 64

表 3.1 風 險 評 等 結 果 ... 65

第一章 緒論

1.1研究動機

道 路 建 設 為 交 通 建 設 之 主 要 項 目 ， 其 所 提 供 之 服 務 品 質 對 於 社 會 整 體 發 展 、 經 濟 成 長 、 保 障 社 會 安 全 ， 甚 至 在 確 保 國 防 安 全 均 有 關 鍵 性 之 影 響 。 然 而 台 灣 是 個 多 山 的 島 嶼 國 家 ， 山 區 的 道 路 佔 了 極 大 比 例 。 且 因 台 灣 大 部 分 地 區 的 地 質 年 代 較 輕 ， 造 山 運 動 仍 在 進 行 中 。 地 殼 因 受 到 造 山 運 動 的 擠 壓 而 摺 皺 斷 裂 ， 導 致 地 表 岩 體 破 碎 ， 故 常 有 落 石 及 崩 塌 的 情 形 發 生 。 加 上 台 灣 位 處 環 太 平 洋 地 震 帶 上 ， 地 震 發 生 頻 率 高 ， 易 引 致 造 成 山 區 邊 坡 發 生 崩 塌 ； 若 是 豪 雨 或 颱 風 侵 襲 ， 大 量 降 雨 夾 帶 土 石 崩 落 至 山 區 道 路 上 ， 將 造 成 用 路 人 生 命 、 當 地 經 濟 產 業 及 各 項 建 設 蒙 受 極 大 的 損 失 。 然 而 在 道 路 邊 坡 維 護 經 費 及 人 力 有 限 情 形 下 ， 道 路 養 護 單 位 無 法 同 時 對 所 有 邊 坡 進 行 全 面 檢 測 與 修 復 之 工 作 。 因 此 ， 探 討 評 估 邊 坡 整 治 優 先 順 序 與 最 合 乎 經 濟 效 益 之 整 治 工 法 ， 將 有 限 資 源 做 最 有 效 運 用 之 研 究 更 顯 重 要 。

國 內 對 於 邊 坡 破 壞 可 能 造 成 生 命 及 經 濟 損 失 之 相 關 研 究 ， 針 對 「 生 命 損 失 風 險 」 及 「 交 通 運 輸 損 失 風 險 」 進 行 評 估 與 建 置 系 統 [1] 。 除 此 之 外 各 產 業 的 經 濟 活 動 均 需 仰 賴 公 路 進 行 交 流 ， 因 此 本 研 究 為 求 合 理 估 算 損 失 風 險 值 而 針 對 經 濟 產 業 建 立 ㄧ 評 估 模 式 ， 令 道 路 養 護 單 位 能 更 精 確 判 定 整 治 優 先 順 序 。

由 於 單 一 山 區 道 路 之 邊 坡 通 常 有 一 個 以 上 邊 坡 同 時 崩 塌 ，

各 邊 坡 所 採 取 之 整 治 工 法 也 有 所 不 同 ， 礙 於 人 力 與 資 源 的 限 制

效 益 評 估 模 式 ， 以 輔 助 政 府 公 路 養 路 單 位 決 定 邊 坡 整 治 之 優 先 順 序 及 資 源 分 配 ， 達 到 有 效 節 省 公 帑 、 時 間 、 人 力 及 充 分 運 用 政 府 資 源 之 目 的 ， 並 減 少 危 險 邊 坡 對 人 民 財 產 的 威 脅 。

1.2研究目的

依 據 於 上 述 之 動 機 ， 本 研 究 擬 定 出 下 列 三 項 研 究 目 的 ： 一 、 建 立 適 合 用 於 國 內 之 災 損 風 險 評 估 模 式 ：

導 入 風 險 評 估 觀 念 ， 由 道 路 發 生 災 損 可 能 造 成 觀 光 損 失 之 相 關 資 料 ， 建 立 災 損 評 估 模 式 。 並 結 合 文 獻 建 立 完 整 的 災 損 風 險 評 估 模 式 ， 用 以 評 估 各 邊 坡 的 重 要 度 。

二 、 建 立 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式 ：

以 量 化 後 之 風 險 值 與 邊 坡 整 治 工 法 做 評 估 ， 而 針 對 各 邊 坡 整 治 工 法 做 最 佳 化 的 建 議 ， 用 以 輔 助 道 路 管 理 者 對 邊 坡 整 治 方 法 制 訂 策 略 。

1.3研究範圍與限制

本 研 究 之 研 究 範 圍 主 要 針 對 道 路 邊 坡 破 壞 時 可 能 造 成 之 經

濟 損 失 進 行 探 討 ， 並 結 合 國 內 相 關 風 險 評 估 因 子 做 經 濟 效 益 評

估 。 以 國 內 山 區 道 路 為 主 要 研 究 對 象 ， 取 省 道 台 十 八 線 作 為 本

1 .確 立 研 究 目 的 與 範 圍

2 .確 立 研 究 方 法 與 流 程

3 .蒐 集 資 料 與 文 獻 回 顧

4 .彙 整 邊 坡 案 例 、 觀 光 與 整 治 工 法 相 關 資 料

9 .建 立 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 系 統

1 0 .結 論 與 建 議 6 .案 例 資 料 統 計 與 分 析

7 .建 立 道 路 邊 坡 崩 塌 災 損 風 險 評 估 模 式 5 .研 擬 觀 光 損 失 風 險 評 估 方 法

8 .建 立 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式

圖 1.1 研 究 流 程 步 驟 一 、 確 立 研 究 目 的 與 範 圍

首 先 針 對 邊 坡 整 治 對 山 區 道 路 之 重 要 性 ， 以 及 道 路 邊 坡 在 破 壞 發 生 後 可 能 造 成 之 損 害 類 型 等 ， 進 行 初 步 瞭 解 ， 並 針 對 邉 坡 維 護 整 治 提 出 最 佳 化 評 估 之 構 想 ， 據 以 擬 定 本 研 究 之 研 究 目 的 。

步 驟 二 、 確 立 研 究 方 法 與 流 程

依 據 本 研 究 所 界 定 之 動 機 與 目 的 ， 擬 定 出 所 採 用 之 研 究 方 法 與 研 究 流 程 。

步 驟 三 、 蒐 集 資 料 與 文 獻 回 顧

文 獻 探 討 與 資 料 蒐 集 階 段 主 要 的 工 作 項 目 如 下 所 示 ：

2. 回 顧 國 內 外 天 然 災 害 風 險 相 關 評 估 之 方 法 。 3. 回 顧 過 去 地 理 資 訊 系 統 之 應 用 。

4. 蒐 集 山 區 道 路 邊 坡 保 護 工 法 。

步 驟 四 、 彙 整 邊 坡 案 例 、 觀 光 與 整 治 工 法 相 關 資 料

1. 針 對 研 究 區 域 之 現 地 勘 查 資 料 與 過 去 該 區 域 之 邊 坡 破 壞 歷 史 案 例 進 行 蒐 集 與 彙 整 。

2. 針 對 研 究 區 域 之 觀 光 產 業 相 關 資 料 蒐 集 與 彙 整 3. 針 對 邊 坡 整 治 工 法 資 料 蒐 集 與 彙 整

步 驟 五 、 研 擬 觀 光 損 失 風 險 評 估 方 法

參 考 國 內 外 災 損 評 估 相 關 研 究 所 發 展 之 評 估 概 念 ， 以 及 現 有 觀 光 產 業 之 案 例 資 料 ， 研 擬 一 套 適 於 國 內 現 況 使 用 之 風 險 評 估 方 法

步 驟 六 、 案 例 資 料 統 計 與 分 析

根 據 前 一 步 驟 所 擬 定 之 災 損 風 險 評 估 方 法 ， 針 對 所 得 之 邊 坡 案 例 資 料、崩 塌 紀 錄 及 觀 光 統 計 資 料 分 析 與 災 損 間 的 關 連 性 。 步 驟 七 、 建 立 道 路 邊 坡 崩 塌 災 損 風 險 評 估 模 式

觀 光 損 失 風 險 評 估 模 式 由 步 驟 五 、 六 之 統 計 分 析 結 果 ， 推

估 道 路 邊 坡 崩 塌 時 ， 各 觀 光 景 點 收 益 損 失 的 可 能 性 ， 以 貨 幣 單

位 將 生 命 損 失 量 化 ， 推 估 道 路 邊 坡 生 命 損 失 風 險 值 。

步 驟 八 、 建 立 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式

邉 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式 由 步 驟 七 的 評 估 結 果 ， 結 合 步 驟 四 彙 整 的 整 治 工 法 ， 對 邊 坡 進 行 工 法 的 效 益 評 估 。 用 以 決 策 出 各 邊 坡 最 佳 化 整 治 工 法 。

步 驟 九 、 結 論 與 建 議

針 對 本 論 文 所 完 成 之 研 究 ， 提 出 適 當 之 結 論 與 建 議 以 供 後 續 研 究 發 展 及 實 際 運 用 時 之 參 考 。

1.5論文架構

本 論 文 共 分 為 七 個 章 節 ， 章 節 內 容 如 下 ：

第 一 章 緒 論：針 對 本 研 究 之 背 景 與 相 關 範 圍 擬 定 初 步 之 構 想 與 架 構 ， 後 續 將 依 照 本 章 所 建 立 起 之 目 標 進 行 研 究 。 第 二 章 文 獻 回 顧 ： 對 災 損 風 險 評 估 、 邊 坡 整 治 工 法 與 地 理 資 訊

系 統 應 用 等 相 關 文 獻 進 行 回 顧 與 整 理 。

第 三 章 觀 光 損 失 風 險 評 估 方 法：分 析 台 十 八 線 沿 線 各 產 業 與 公 路 間 的 關 連 性 ， 並 探 討 影 響 觀 光 損 失 的 各 參 數 與 機 率 值 。

第 四 章 案 例 資 料 統 計 分 析 ： 根 據 歷 史 案 例 統 計 結 果 ， 對 災 害 事 件 進 行 分 析 ， 推 估 道 路 邊 坡 崩 塌 發 生 時 ， 對 各 觀 光 景 點 影 響 的 風 險 值 ， 用 以 建 立 觀 光 損 失 風 險 評 估 模 式 。 第 五 章 道 路 邊 坡 崩 塌 災 損 風 險 評 估 模 式 之 建 立：整 合 生 命 損 失

風 險 評 估 模 式 、 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 模 式 與 觀 光 損 失

風 險 評 估 模 式 ， 評 估 道 路 邊 坡 每 年 之 災 損 風 險 值 ， 並 對

風 險 程 度 進 行 評 等 。

第 六 章 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式 之 建 立：本 研 究 針 分 別 對 邊 坡 發 生 崩 塌 前 、 後 ， 建 立 邊 坡 整 治 工 法 經 濟 效 益 評 估 模 式 ， 決 策 者 可 視 需 要 進 行 評 估 ， 以 擬 定 出 最 合 乎 經 濟 效 益 的 工 法 組 合 方 案 。

第 七 章 結 論 及 建 議 ： 回 顧 研 究 目 的 、 確 認 本 研 究 之 貢 獻 ， 並 綜

合 本 研 究 之 過 程 與 結 果 ， 提 出 本 研 究 之 結 論 與 建 議 事

項 ， 提 供 未 來 相 關 研 究 之 參 考 使 用 。

第二章 文獻回顧

本 研 究 所 探 討 之 問 題 為 如 何 對 道 路 邊 坡 整 治 工 法 做 最 佳 化 的 經 濟 效 益 評 估 ， 其 中 應 用 風 險 管 理 之 概 念 ， 建 立 觀 光 損 失 災 損 風 險 評 估 模 式 ， 並 納 入 文 獻 中 「 生 命 損 失 風 險 評 估 」 與 「 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 」 兩 個 模 式 ， 以 判 斷 各 道 路 邊 坡 之 綜 合 風 險 值 與 風 險 等 級 。

各 邊 坡 之 風 險 值 與 風 險 等 級 經 評 估 排 序 後 ， 進 而 結 合 工 法 成 本 與 工 期 做 最 佳 化 的 經 濟 效 益 評 估 。 可 望 在 邊 坡 維 護 管 理 中 ， 將 有 限 的 資 源 做 最 有 利 的 分 配 。 以 下 便 針 對 上 述 議 題 進 行 相 關 文 獻 回 顧 與 整 理 。

2.1災損風險評估

風 險 是 一 強 調 未 來 、 可 能 性 及 未 發 生 事 件 等 之 不 確 定 性 的

概 念 。 如 果 活 動 不 具 有 不 確 定 性 ， 則 無 風 險 的 存 在 。 缺 乏 對 於

自 然 力 量 、 人 力 及 投 入 資 源 的 控 制 、 缺 乏 適 當 可 靠 及 熟 悉 的 資

訊 以 及 缺 乏 事 件 發 生 前 可 應 變 的 時 間 等 皆 為 風 險 形 成 的 來 源 。

具 體 而 言 ， 風 險 係 為 事 件 的 「 發 生 頻 率 」 (Frequency)及 發

生 後 事 件 的 「 後 果 」 (Consequence)之 組 合 乘 積 ， 缺 一 則 無 法 完

整 表 達 風 險 內 容 。 風 險 之 衡 量 單 位 可 依 管 理 的 設 定 為 某 特 定 期

間 或 者 為 某 特 定 活 動 之 潛 在 後 果 ， 因 此 事 件 「 發 生 」 的 單 位 便

可 為 每 單 位 期 間 內 發 生 某 事 件 之 次 數 或 者 為 某 特 定 活 動 中 發 生

某 事 件 的 機 率 ； 事 件 「 後 果 」 的 單 位 則 為 每 事 件 發 生 時 之 總 後

果 （ 如 死 傷 、 財 物 損 失 等 ） 規 模 數 量 或 每 事 件 發 生 時 某 特 定 風

險 承 受 者 遭 遇 某 後 果 之 機 率 等 。

[2][4][28][30]。定 性 風 險 評 估 通 常 是 將 破 壞 發 生 的 可 能 性 及 破 壞 後 造 成 的 結 果 區 分 為 若 干 等 級 ， 形 成 得 分 系 統 ， 如 此 可 以 評 估 破 壞 造 成 相 對 之 風 險 性 ， 以 作 為 防 制 工 作 之 參 考 依 據 。 定 量 風 險 是 將 風 險 予 以 量 化 ， 分 別 計 算 破 壞 發 生 機 率 (Frequency)， 與 破 壞 後 形 成 之 結 果 (Consequence)，並 以 兩 者 之 乘 積 表 示 為 風 險。

其 中 以 定 量 風 險 較 能 明 確 說 明 風 險 之 程 度 ， 對 於 決 策 單 位 選 擇 處 置 之 方 式 與 管 理 辦 法 較 有 助 益 。 香 港 土 力 工 程 處 (GEO) [28]於 1997 年 針 對 香 港 地 區 23 條 公 路 ,41 個 曾 經 發 生 過 邊 坡 滑 動 造 成 災 損 之 公 路 路 段 ， 稱 之 為 Busy Road With a history of Landslides(BRIL)，各 路 段 之 長 度 範 圍 在 14 公 里 至 120 公 里，交 通 流 量 大 小 (Annual Average Daily Traffic， AADT)為 450/日 /年 到 150120/日 /年，以 定 量 風 險 評 估 方 式，將 結 果 於 以 排 序，排 序 方 式 為 每 年 經 濟 損 失 ， 每 年 死 亡 人 數 以 及 每 公 里 每 年 總 損 失 (死 亡 人 數 與 經 濟 損 失 合 計 )。 藉 由 風 險 值 之 排 序 可 決 定 邊 坡 穩 定 整 治 改 善 優 先 順 序 。 本 節 以 下 及 針 對 其 定 量 風 險 評 估 模 式 進 行 簡 要 說 明 。

災害與風險辨識

崩塌類型 崩塌規模 崩塌土石滑動距離

災損分析

暴露於風險下之個體 損害程度

頻率分析

崩塌頻率估算 崩塌歷史紀錄 相關的致災事件

風險計算

風險 =崩塌可能性 ×空間性衝擊的機率 ×時間性的機率

×災害發生可能損害程度 ×受風險威脅者的價值

風險推算 風險分析

1.災 害 與 風 險 辨 識

香 港 土 力 工 程 處 歸 納 歷 史 邊 坡 崩 塌 資 料 ， 將 邊 坡 形 式 分 為 填 土 與 挖 方 邊 坡 ， 填 土 邊 坡 主 要 破 壞 模 式 為 沖 刷 與 滑 動 ； 挖 方 邊 坡 其 主 要 破 壞 模 式 為 滑 動 ， 道 路 開 發 形 成 之 填 土 邊 坡 與 挖 方 邊 坡 及 其 破 壞 時 之 影 響 範 圍 。

2.頻 率 分 析

根 據 歷 史 資 料 統 計 不 同 邊 坡 形 式 滑 動 之 年 發 生 率 ， 各 邊 坡 形 式 佔 總 破 壞 邊 坡 資 料 筆 數 之 比 例 ， 香 港 土 力 工 程 處 (GEO) 於 1997 年 統 計 在 1984~1996 年 間 之 歷 史 記 錄 ， 其 中 ， 在 350 次 邊 坡 滑 動 事 件 中 以 挖 方 邊 坡 發 生 破 壞 機 率 最 高 達 88%， 尤 其 土 壤 邊 坡 又 以 岩 石 邊 坡 發 生 破 壞 機 率 最 大 。 由 以 上 統 計 資 料 可 以 歸 納 出 各 種 邊 坡 類 型 的 邊 坡 破 壞 頻 率 。

3.災 損 分 析

在 BRIL 中，災 損 種 類 分 為 山 頂 或 山 腳 道 路 或 小 徑 損 壞 導 致 之 潛 在 死 亡 人 數 (Potential Loss of Life, PLL)， 及 導 致 道 路 封 閉 因 而 影 響 交 通 阻 塞 或 車 輛 繞 道 行 駛 造 成 之 經 濟 損 失 (PLE)， 由 於 其 災 損 評 估 對 象 是 針 對 道 路 開 發 類 型 之 邊 坡 ， 因 此 未 考 慮 建 物 等 設 施 之 保 全 對 象 。 此 外 亦 統 計 滑 動 之 角 度 、 坡 高 與 滑 動 體 積 之 間 的 關 係 ， 以 做 為 風 險 計 算 之 依 據 。

4.風 險 計 算

邊 坡 破 壞 發 生 頻 率 與 災 損 評 估 結 果 之 乘 積 可 得 到 風 險 值 ， BRIL 採 用 之 風 險 值 為 每 年 死 亡 人 數 (PLL/year)以 及 每 年 造 成 的 經 濟 損 失 (PLE/year)。

5.風 險 評 估

目 前 國 內 依 循 香 港 土 力 工 程 處 (GEO) 模 式 已 建 立 出 一 套 邊 坡 風 險 評 估 模 式 [1]， 分 別 對 生 命 損 失 風 險 與 交 通 運 輸 損 失 風 險 兩 方 面 進 行 評 估。2.1.1 及 2.1.2 將 針 對 該 評 估 模 式 做 文 獻 回 顧 。

2.1.1 生命損失風險

「 生 命 損 失 風 險 評 估 模 式 」建 構 流 程 如 圖 2.2 所 示；圖 中 首

先 根 據 每 年 豪 雨 發 生 頻 率 統 計 結 果 與 趙 衛 君 [6]所 預 測 之 邊 坡 崩

塌 機 率 ， 獲 得 到 每 年 道 路 邊 坡 發 生 崩 塌 事 件 之 可 能 性 。 在 災 損

分 析 方 面 ， 以 時 間 機 率 、 空 間 衝 擊 機 率 以 及 死 亡 機 率 推 估 獲 得

道 路 邊 坡 崩 塌 時 用 路 人 之 死 亡 機 率 ； 計 算 風 險 值 時 ， 須 加 入 蒐

集 所 得 之 車 輛 平 均 乘 載 率 [17]以 及 國 內 生 命 價 值 [21]等 數 據 ， 分

別 求 得 每 年 潛 在 死 亡 人 數 、 生 命 損 失 個 人 風 險 值 及 社 會 風 險

值，其 計 算 式 如 表 2.1 所 示。最 後 再 以 個 人 風 險 或 社 會 風 險 標 準

[32]進 行 生 命 損 失 風 險 評 等 。 各 風 險 值 評 估 結 果 於 附 錄 一 。

道路邊坡現地勘查

邊坡崩塌機率預測

新案例崩塌長度與 空間機率迴歸統計

推估每年潛在 死亡人數

選定評估路段 與邊坡

空間衝擊機率 推估 時間性機率

推估 是否已有案例

資料與崩塌機率 否

是

案例為已崩塌 或未崩塌

已崩塌 推估崩塌土石方

體積 未崩塌

推估生命損失 社會風險 推估生命損失

個人風險 推估崩塌土石長度

風險評等

持續對邊坡觀察與 監測

以經濟效益評估進 行風險處置決策

投入所有資源降低 風險 不可接受風險 可忍受風險

可接受風險 每年降雨頻率統計

是否已有該路段 之降雨頻率資料

是 否

頻率評估災損評估

風險評估 風險計算

死亡機率推估

道路邊坡重要度排序

圖 2.2 生 命 損 失 風 險 評 估 模 式 流 程

表 2.1 生 命 損 失 風 險 評 估 計 算 式

風險值名稱 計算公式 說明

個人風險

(生命損失)

=

×

×

×

×

每年潛在

死亡人數

社會風險

(生命損失)

IR：生命損失個人風險(次/年) FI

：致災因子每年出現頻率 (次/年)

P_L

：邊坡崩塌機率

：時間機率

P_S,life

：空間衝擊機率

PD

：死亡機率

PLL：潛在死亡人數(次/年) N_P

：平均乘載率(人/車)

：生命損失社會風險值

：生命價值

IP

：物價指數調整

2.1.2 交通運輸損失風險

「 交 通 損 失 損 失 風 險 評 估 模 式 」建 構 流 程 如 圖 2.3 所 示；根

據 每 年 豪 雨 發 生 頻 率 統 計 結 果 與 預 測 所 得 之 邊 坡 崩 塌 機 率 ， 推

估 求 得 道 路 邊 坡 崩 塌 事 件 之 每 年 發 生 機 率 。 災 損 結 果 評 估 以 空

間 衝 擊 機 率 推 估 獲 得 道 路 邊 坡 崩 塌 後 各 車 道 可 能 遭 受 土 石 覆 蓋

之 機 率 ， 並 以 旅 行 時 間 延 滯 推 估 所 得 之 延 滯 時 間 求 得 各 種 不 同

程 度 封 閉 下 之 延 滯 時 間 ， 並 在 計 算 交 通 運 輸 災 損 風 險 值 時 ， 加

入 蒐 集 所 得 之 每 日 平 均 交 通 流 量 (ADT)、 平 均 乘 載 率 [17]以 及 旅

行 者 時 間 價 值 [20]及 車 輛 燃 料 耗 費 [27]等 數 據 ， 分 別 求 得 每 年 旅

行 時 間 損 失 風 險 值 與 車 輛 額 外 損 耗 風 險 值，其 計 算 式 如 表 2.2 所

示 。 各 風 險 值 評 估 結 果 於 附 錄 二 。

道路邊坡現地勘查

邊坡破壞機率預測

新案例崩塌長度與 空間機率迴歸統計

每年旅行時間 風險值

選定評估路段與邊坡

空間衝擊機率計算 是否已有案例

資料與崩塌機率 否

是

案例為已崩塌 或未崩塌

已崩塌 推估崩塌土石方

體積 未崩塌

每年車輛額外油耗 風險值 推估崩塌土石長度

旅行時間延滯推估

頻率評估災損評估

風險計算

每年降雨頻率統計

是否已有該路段 之降雨頻率資料

是 否

道路邊坡重要度排序

風險評估

圖 2.3 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 模 式 應 用 程 序

表 2.2 交 通 運 輸 損 失 風 險 評 估 計 算 式 風險值

名稱 計算公式 說明

旅行時間

損失風險

車輛額外

損失風險

=

×

×

×

×

×

×

×

×

LT

:旅行時間損失風險(元/年)

:致災因子每年出現

頻率

PL

:邊坡崩塌機率

:時間機率

PS,traffic

:空間衝擊機率

:旅行時間延滯(分/車)

:道路封閉天數(日)

流量(車/日)

:平均乘載率

CT

:旅行者時間價值(元/分)

:物價指數調整

LO

:車輛額外損耗風險(元/年)

:車輛行車燃料與

折舊費用(元/分)

2.1.3 災損風險評估標準

道 路 邊 坡 災 損 風 險 評 等 之 標 準 ， 係 以「 災 損 風 險 評 估 模 式 」 所 得 之「 生 命 損 失 個 人 風 險 」 ，引 入「 全 球 性 安 全 量 化 指 標 」[32]，

做 為 生 命 損 失 個 人 風 險 之 評 等 標 準 ， 對 道 路 邊 坡 災 損 風 險 進 行 評 等 ， 如 圖 2.4 所 示 ， 以 1×10

為「 不 可 接 受 風 險 」的 臨 界 值 ， 以 1× 10

為 「 可 接 受 風 險 」 的 臨 界 值 ， 當 生 命 損 失 個 人 風 險 值 大 於 1×10

時 ， 即 判 定 為 「 不 可 接 受 風 險 」 ， 介 於 1×10

與 1×

10

之 間 時 ， 判 定 為「 可 忍 受 風 險 」， 風 險 值 小 於 1×10

時 ， 即

判 定 為「 可 接 受 風 險 」。各 邊 坡 風 險 評 等 結 果 詳 列 於 附 錄 三 中 。

圖 2.4 全 球 性 安 全 量 化 指 標

2.2 邊坡保護工法簡介

由 於 影 響 邊 坡 穩 定 性 之 因 素 繁 多 且 複 雜 ， 因 此 邊 坡 可 能 發 生 之 行 為，較 難 掌 握。並 由 於 多 數 的 影 響 因 子 會 隨 時 間 而 改 變 ， 因 此 選 擇 適 當 的 邊 坡 穩 定 工 法 需 符 合 現 場 條 件 考 量 ， 如 安 全 性 、 施 工 性 、 耐 久 性 、 維 護 性 、 經 濟 性 及 景 觀 性 等 。

一 般 就 功 能 而 言 ， 廣 義 的 山 坡 地 護 坡 工 程 依 據 整 治 目 的 及 穩 定 功 能 之 不 同 ， 可 概 分 為 三 類 ： （ 1） 坡 面 保 護 工 法 （ 2） 擋 土 護 坡 工 法 （ 3） 邊 坡 排 水 。 以 下 說 明 摘 自 [5][10]。

2.2.1 坡 面 保 護 工 法 之 種 類 與 適 用 性

選 擇 邊 坡 保 護 工 法 主 要 考 慮 的 要 點 ， 在 於 何 種 植 生 或 坡 面

保 護 工 法 ， 能 否 有 效 覆 蓋 裸 露 之 坡 面 ， 以 減 少 雨 水 或 逕 流 造 成

土 坡 或 無 滑 動 之 慮 的 岩 坡 上 。

2.2.2 擋 土 護 坡 工 法 之 種 類 與 適 用 性

選 擇 檔 土 護 坡 工 法 之 主 要 目 的 ， 係 提 供 邊 坡 抗 滑 及 穩 定 功 能 ， 常 見 的 擋 土 護 坡 有 重 力 式 擋 土 護 坡 、 半 重 力 式 擋 土 護 坡 、 加 勁 式 擋 土 護 坡 及 錨 拉 式 護 坡 等 多 種 類 型 。 以 下 例 舉 常 見 的 數 種 擋 土 護 坡 工 作 說 明 如 下 ：

(1)重 力 式 擋 土 牆

此 類 擋 土 護 工 均 擋 土 牆 自 重 來 抵 抗 滑 動 與 傾 倒 之 趨 勢 。 例 如 砌 石 擋 土 牆 、 無 筋 混 凝 土 擋 土 牆 、 格 床 式 擋 土 牆 及 蛇 籠 式 擋 土 牆 等 均 為 此 重 力 擋 土 牆 的 一 種 。

(2)半 重 力 式 擋 土 牆

此 類 擋 土 護 工 係 以 本 身 結 構 之 重 量 及 擋 土 牆 底 版 上 方 之 土 體 重 ， 結 合 鋼 筋 混 凝 土 強 度 ， 提 供 邊 坡 之 抗 剪 及 抗 滑 動 之 功 能。常 見 的 有 RC懸 臂 式 擋 土 牆 及 RC 扶 臂 式 擋 土 牆 等 等 。 (3)加 勁 式 擋 土 牆

此 類 擋 土 牆 通 常 係 以 預 鑄 牆 面 版、橫 向 加 勁 材 及 回 填 土

石 料 所 構 成 。 一 般 依 加 勁 材 所 使 用 的 類 型 可 分 為 硬 式 及 軟 式

加 勁 擋 土 牆 。 此 類 型 擋 土 牆 係 藉 助 於 加 勁 材 料 ， 將 牆 面 版 與

回 填 土 結 合 為 一 體 ， 以 其 重 量 發 揮 擋 土 功 能 。 適 用 於 高 填 土

區 使 用 ， 可 有 效 縮 小 土 方 範 圍 增 加 使 用 空 間 ， 較 為 經 濟 。

(4)錨 拉 式 擋 土 牆

(5)其 他

其 他 擋 土 工 法 類 型 如 有 抗 滑 樁、土 釘 工 法 及 輕 質 回 填 土 工 法 等 。

2.2.3 邊 坡 排 水

由 於 水 的 存 在 對 於 邊 坡 之 穩 定 性 有 著 極 大 的 影 響 性 ， 因 此 邊 坡 排 水 也 是 一 個 關 鍵 的 重 要 因 子 ， 而 邊 坡 排 水 的 主 要 目 的 為

（ 1） 減 少 地 表 水 入 滲 至 土 (岩 )體 中 ； （ 2） 將 已 停 滯 在 土 (岩 )

體 中 的 地 下 水 儘 速 排 除 ， 以 減 少 土 (岩 )體 中 的 含 水 量 ， 以 降 低

水 壓 力 。 一 般 邊 坡 排 水 方 法 可 分 為 坡 面 截 水 、 護 坡 牆 身 排 水 及

地 下 排 水 等 三 類 。

第三章 觀光損失風險評估方法

道 路 邊 坡 崩 塌 災 損 事 件 之 風 險 評 估 分 為 災 損 (Consequence) 分 析 、 頻 率 (Frequency)分 析 兩 部 份 (如 圖 2.1)， 災 損 事 件 為 觀 光 損 失 ， 頻 率 為 每 年 豪 雨 發 生 頻 率 與 邊 坡 崩 塌 機 率 。

本 研 究 首 先 針 對 台 十 八 線 沿 線 經 濟 產 業 進 行 分 析 ， 進 而 將 道 路 邊 坡 崩 塌 時 ， 可 能 對 經 濟 造 成 的 災 損 風 險 進 行 探 討 。

在 道 路 邊 坡 崩 塌 災 害 事 件 發 生 頻 率 方 面 ， 本 研 究 將 參 考 國 內 對 於 省 道 台 十 八 線 沿 線 邊 坡 崩 塌 潛 能 預 測 相 關 文 獻 所 提 出 的 成 果 ， 作 為 本 研 究 對 災 害 頻 率 分 析 方 面 之 依 據 。 其 中 每 年 豪 雨 發 生 頻 率 與 邊 坡 崩 塌 機 率 於 本 章 之 3.2.1 節 進 行 介 紹 。

分 析 結 果 著 重 在 道 路 邊 坡 崩 塌 時 觀 光 人 次 之 影 響 進 行 統 計 分 析，以 獲 得 觀 光 受 阻 下 的 旅 遊 人 次 (Qs)，進 而 計 算 觀 光 損 失 風 險 值 。

3.1 地區基本資料

3.1.1 經濟產業狀況

嘉 義 縣 之 行 政 區 域 分 佈 於 台 十 八 省 道 沿 線 的 有 番 路 鄉 、 竹

崎 鄉 及 阿 里 山 鄉 等 。 上 述 區 域 之 主 要 經 濟 活 動 為 農 、 林 、 畜 牧

及 觀 光 業 ， 而 此 類 型 之 產 業 均 仰 賴 交 通 進 行 經 濟 活 動 。 故 本 研

究 調 查 主 要 之 產 業 類 型 及 其 產 值 ， 從 道 路 交 通 之 觀 點 評 估 對 經

表 3.1 農 林 畜 牧 業 產 值 業 別 比 例 金 額 (千 元 ) 農 業 佔 59.85% 307,254 畜 牧 業 佔 38.87% 199,667 林 業 佔 1.25% 6,435

(資 料 來 源 ： 行 政 院 主 計 處 )

表 3.1 由 於 本 研 究 針 對 山 區 道 路 進 行 分 析 ， 故 經 濟 產 業 上 並 無 考 量 漁 業 的 產 值 。

3.1.2 產業與交通關聯性

本 研 究 針 對 該 地 區 產 業 於 物 流 、 運 輸 及 對 外 聯 繫 之 依 賴 程 度 進 行 分 析 比 較 如 下 ：

一 、 林 業

林 業 的 生 產 礙 於 現 行 法 令 的 規 章 ， 已 經 禁 止 從 事 相 關 的 經 濟 產 出 。

二 、 畜 牧 業

以 台 十 八 線 沿 線 鄉 鎮 而 言 ， 阿 里 山 鄉 在 運 輸 過 程 必 須 仰 賴

公 路 的 比 重 最 大 ， 但 該 鄉 鎮 所 飼 養 的 家 禽 、 家 畜 僅 供 當 地 居 民

食 用 ， 沒 有 對 外 銷 售 ， 故 道 路 崩 塌 對 該 鄉 鎮 並 無 影 響 。 其 次 番

路 鄉 及 竹 崎 鄉 均 有 替 代 道 路 可 對 外 聯 繫 ， 不 會 因 道 路 崩 塌 造 成

經 濟 損 失 ， 而 經 由 替 代 道 路 運 行 的 損 失 將 於 「 交 通 運 輸 損 失 」

[1]中 考 量 。

實 屬 當 地 最 重 要 的 經 濟 收 入 來 源 。 在 研 究 初 期 將 該 產 業 視 為 經 濟 損 失 中 重 點 探 討 的 產 業 之 ㄧ ， 但 經 訪 談 與 分 析 結 果 得 知 ， 由 於 生 產 技 術 與 保 存 技 術 的 進 步 ， 再 加 上 道 路 可 在 最 短 時 間 內 搶 通 ， 當 地 農 業 損 失 原 因 皆 來 自 於 天 災 對 作 物 直 接 的 影 響 ， 而 道 路 受 阻 對 於 農 業 損 失 並 無 直 接 的 關 連 性 。 故 農 業 的 損 失 值 並 無 納 入 考 量 。

四 、 觀 光

在 觀 光 損 失 值 估 算 方 面 ， 主 要 考 量 為 觀 光 產 業 之 收 入 ， 進 而 探 討 道 路 受 阻 下 可 能 會 造 成 的 觀 光 損 失 風 險 值 ， 而 觀 光 產 業 資 料 來 源 則 以 觀 光 局 既 有 統 計 之 觀 光 景 點 為 主 。

根 據 上 述 分 析 結 果，本 研 究 將 已 觀 光 作 為 台 十 八 線 主 要「 經 濟 損 失 風 險 評 估 」 之 產 業 。

3.2 觀光損失風險評估方法

道 路 邊 坡 發 生 崩 塌 造 成 觀 光 損 失 事 件 的 程 序 如 圖 3.1 所

示 。 觀 光 損 失 之 事 件 可 分 成 豪 雨 事 件 發 生 、 道 路 邊 坡 崩 塌 與 觀

光 景 點 受 阻 等 三 階 段 ， 本 研 究 依 事 件 發 生 順 序 ， 分 別 以 每 年 豪

雨 發 生 頻 率 、 邊 坡 崩 塌 機 率 、 與 受 阻 礙 下 之 觀 光 損 失 代 表 「 豪

雨 事 件 發 生 」 、 「 道 路 邊 坡 崩 塌 」 與 「 觀 光 景 點 受 阻 」 三 個 事

件 階 段 發 生 的 可 能 性 (圖 3.2)，推 估 道 路 邊 坡 之 觀 光 損 失 風 險 。

圖 3.1 邊 坡 崩 塌 影 響 旅 客 事 件 程 序 示 意 圖

觀光景點沿線受阻 道路邊坡崩塌

崩塌機率 影響觀光

損失之因素 大量降雨

每年豪雨頻率

邊坡破壞 可能性

足夠強度之誘發 因子每年出現頻

率

觀光景點因沿途邊坡 崩塌而導致收益損失

的評估值

道路邊坡崩 塌事件

評估 參數

評估值

圖 3.2 邊 坡 崩 塌 影 響 旅 客 事 件 程 序 、 評 估 參 數 與 意 義 彙 整 上 述 得 知 每 年 豪 雨 發 生 頻 率 、 邊 坡 崩 塌 機 率 與 觀 光 損 失 值 為 計 算 觀 光 損 失 風 險 值 的 三 個 必 要 參 數 。 以 下 就 各 事 件 程 序 之 機 率 進 行 介 紹 。

3.2.1 降雨頻率與邊坡崩塌機率

本 研 究 參 考 國 內 對 省 道 台 十 八 線 道 路 邊 坡 崩 塌 潛 能 之 相 關

研 究，趙 衛 君 [6]將 邊 坡 破 壞 歸 納 分 類 成 崩 落、坍 滑 及 沖 蝕 三 種 ，

確 認 16 項 較 具 代 表 性 之 邊 坡 破 壞 影 響 因 子 ， 並 將 其 分 為 基 本 因

子 、 變 動 因 子 及 誘 發 因 子 三 類 (如 表 3.2)。

表 3.2 道 路 邊 坡 崩 塌 影 響 因 子 [6]

類 別 影 響 因 子

坡 向 坡 度 坡 高 地 形

坡 形

地 質 地 層 種 類

坡 向 與 傾 向 夾 角 岩 層 位 態

坡 度 與 傾 角 夾 角 岩 塊 規 模 風 化 及 破 碎 程 度

岩 塊 體 積 百 分 比 植 被 覆 蓋 面 積 百 分 比 植 被

植 被 覆 蓋 厚 度 自 然

因 子

水 系 集 水 區 面 積

坡 趾 開 挖 高 度 基 本

因 子

人 為

因 子 道 路 開 闢

坡 度 改 變 量 變 動 因 子 地 震 力 最 大 水 平 地 表 加 速 度 誘 發 因 子 降 雨 颱 風 累 積 降 雨 量

表 中 基 本 因 子 可 分 為 自 然 因 子 與 人 為 因 子 兩 項 ， 自 然 因 子

包 括 ： 坡 向 、 坡 度 、 坡 高 、 坡 形 、 地 層 種 類 、 坡 向 與 傾 向 夾 角 、

坡 度 與 傾 角 夾 角 、 岩 塊 規 模 、 岩 塊 體 積 百 分 比 、 植 被 覆 蓋 面 積

百 分 比 、 植 被 覆 蓋 厚 度 與 集 水 區 面 積 ； 人 為 因 子 包 括 ： 坡 趾 開

挖 高 度 、 坡 度 改 變 量 ； 而 變 動 因 子 則 以 最 大 水 平 地 表 加 速 度 者

要 影 響 因 子 ， 文 獻 中 應 用 高 斯 過 程 預 測 邊 坡 崩 塌 之 潛 能 ， 其 所

建 立 之 預 測 模 式 係 以 降 雨 為 誘 發 因 子 ， 故 本 研 究 依 循 其 預 測 模

式 所 選 取 之 因 子 與 歸 類 方 式 ， 假 設 導 致 道 路 邊 坡 發 生 崩 塌 事 件

之 臨 界 降 雨 量 為 超 過 豪 雨 標 準 之 降 雨 規 模 ， 並 以 中 央 氣 象 局 訂

定 之 130mm/24hr 豪 雨 標 準，作 為 每 年 誘 發 因 子 出 現 頻 率。本 研

均 天 數 為 4.67 天，意 即 每 年 誘 發 因 子 出 現 頻 率 為 4.67 次 /年。而 崩 塌 機 率 方 面 ， 則 引 用 趙 衛 君 以 高 斯 過 程 對 省 道 台 十 八 線 各 邊 坡 案 例 預 測 所 得 之 邊 坡 崩 塌 潛 能 (如 表 3.3、 3.4、 3.5)。

表 3.3 崩 落 類 型 崩 塌 潛 能 [6]

項 次

里 程 崩 塌 機 率

項 次

里 程 崩 塌 機 率

項 次

里 程 崩 塌

機 率

1 21k+100 0.96 15 66k+340 0.78 29 65k+200 0.26

2 24k+750 0.71 16 77k+900 0.59 30 54k+150 0.31

3 24k+950 0.95 17 58k+500 0.67 31 53k+850 0.09

4 24k+800 0.92 18 31k+500 0.55 32 52k+850 0.06

5 24k+830 0.92 19 80k+600 0.05 33 21k+300 0.5

6 45k+400 0.89 20 79k+050 0.01 34 32k+550 0.07

7 45k+900 0.68 21 78k+950 0.28 35 38k+400 0.07

8 53k+250 0.46 22 76k+000 0.03 36 38k+450 0.17

9 56k+700 0.62 23 73k+700 0.17 37 40k+800 0.03

10 58k+500 0.67 24 73k+300 0.15 38 42k+500 0.1

11 65k+000 0.68 25 71k+700 0 39 43k+500 0.02

12 65k+700 0.81 26 71k+600 0.3 40 45k+050 0.04

13 66k+040 0.97 27 71k+400 0.28 41 47k+400 0.02

14 66k+100 0.93 28 66k+550 0.04 - - -

表 3.4 坍 滑 類 型 崩 塌 潛 能 [6]

項 次

里 程 崩 塌 潛 能

項 次

里 程 崩 塌 潛 能

項 次

里 程 崩 塌 潛 能 1 21k+500 0.96 10 28k+100 0.86 19 79k+650 0.2 2 21k+555 0.81 11 40k+300 0.88 20 75k+000 0.26 3 21k+650 0.86 12 59k+210 0.78 21 70k+300 0.43 4 22k+000 0.82 13 59k+500 0.9 22 67k+400 0.37 5 22k+150 0.78 14 69k+550 0.62 23 63k+600 0.57 6 22k+300 0.93 15 69k+700 0.67 24 61k+950 0.14 7 24k+700 0.76 16 74k+005 0.33 25 25k+550 0.69 8 26k+100 0.78 17 75k+320 0.66 26 35k+100 0.26 9 26k+600 0.84 18 81k+700 0.43 - - -

表 3.5 沖 蝕 類 型 崩 塌 潛 能 [6]

項 次

里 程 崩 塌 潛 能

項 次

里 程 崩 塌 潛 能

項 次

里 程 崩 塌 潛 能 1 20k+500 0.74 15 57k+010 0.77 29 26k+300 0.67 2 21k+400 0.63 16 58k+530 0.85 30 30k+750 0.07 3 21k+850 0.65 17 58k+650 0.85 31 32k+250 0.03 4 22k+400 0.85 18 63k+600 0.7 32 33k+300 0.02 5 22k+800 0.82 19 69k+760 0.26 33 33k+700 0.02 6 22k+850 0.82 20 43k+200 0.79 34 33k+850 0.03 7 22k+900 0.87 21 62k+400 0.11 35 34k+300 0.22 8 26k+700 0.96 22 61k+500 0.13 36 36k+300 0.05 9 26k+700 0.93 23 61k+250 0.47 37 40k+650 0.04 10 28k+250 0.91 24 60k+900 0.24 38 42k+600 0.03 11 31k+700 0.68 25 59k+950 0.1 39 47k+100 0.02 12 42k+700 0.51 26 59k+750 0.05 40 47k+300 0.34 13 45k+200 0.81 27 53k+050 0.04 41 49k+000 0.28 14 45k+100 0.77 28 51k+150 0.01 42 51k+000 0.37

3.2.2 觀光損失

觀 光 損 失 是 指 邊 坡 發 生 崩 塌 時 ， 導 致 旅 客 無 法 到 達 觀 光 景

點 消 費 所 帶 來 的 損 失 。 故 觀 光 損 失 值 的 估 算 為 道 路 受 阻 下 觀 光

人 次 (Qs)的 狀 況 。

在 道 路 受 阻 下 觀 光 人 次 (Qs) 方 面 ， 本 研 究 首 先 彙 整 觀 光 局 對 台 十 八 線 沿 線 景 點 人 次 統 計 資 料 。 再 依 工 程 實 務 考 量 搶 修 施 工 時 程 ， 以 計 算 出 道 路 受 阻 下 的 觀 光 人 次 。 其 中 ， 道 路 邊 坡 坍 方 搶 修 時 程 依 合 約 ， 必 須 在 甲 方 通 知 後 四 小 時 內 到 達 現 場 搶 修 。 但 發 生 坍 方 時 間 不 定 ， 且 基 於 廠 商 施 工 安 全 考 量 ， 實 務 上 若 坍 方 時 間 於 下 午 四 點 過 後 ， 將 要 求 廠 商 於 隔 日 清 晨 八 點 起 進 行 搶 通 ， 工 程 坍 方 搶 修 時 程 如 下 表 3.6。

表 3.6 邉 坡 崩 塌 搶 修 時 程

首 要 條 件 ： 甲 方 通 知 後 ， 四 小 時 內 機 具 到 達 現 場 進 行 搶 修

搶 修 時 間 坍 方 量

單 向 通 車 雙 向 通 車

1000M

以 內 四 小 時 以 內 通 車 兩 天 以 內 通 車

1000M

~2000M

八 小 時 以 內 通 車 三 天 以 內 通 車

超 過 2000M

每 增 加 1000M

增 加 四 小 時 通 車 時 間

每 增 加 1000M

增 加 一 天 通 車 時 間 (資 料 來 源：公 路 總 局 契 約 規 範 )

依 上 述 條 件 得 坍 方 量 在 1000M

以 內 ， 坍 方 發 生 在 0~8 時 ，

道 路 受 阻 下 觀 光 人 次 (Q

)之 計 算 公 式 為 (3.1)式 。

Qs ( h = 0 ~ 8 )

： 0~8 時 之 道 路 受 阻 下 觀 光 人 次 (人 /日 )

： 單 日 觀 光 人 次 (人 /日 )

d^Q

: 雨 天 需 求 流 量 折 減 率 (82%)

： 道 路 容 量 折 減 率 (63.3%)

上 式 求 得，當 道 路 崩 塌 量 為 1000M

以 內 並 發 生 於 0~8 時 的 觀 光 人 次。其 中 也 將 雨 天 需 求 流 量 折 減 率 (

)及 道 路 受 阻 時 道 路 容 量 折 減 率 (d

)納 入 考 量 ， 以 增 加 估 算 值 之 合 理 性 ， 其 中 d

與 d

之 選 擇 敘 述 如 下 ：

1.需 求 流 量 折 減 率 (d

)

本 研 究 參 考 香 港 ERM 公 司 [53]對 於 雨 天 時 用 路 人 數 量 折 減 比 例 之 統 計 數 據，如 表 3.7 所 示。本 研 究 根 據 天 候 條 件 發 生 比 例 與 一 般 道 路 使 用 率，需 求 流 量 折 減 率 (d

)將 採 用 82%的 平 均 值 。

表 3.7 雨 天 道 路 需 求 流 量 折 減 率 [31]

天候條件 發生時間比例 一般道路使用率 一般步道使用率

大雨 90% 80% 30%

小雨 10% 100% 100%

平均值 - 82% 37%

2.道 路 容 量 折 減 率 (d

)

本 研 究 參 考 美 國 FHWA 高 速 公 路 管 理 手 冊 [18]以 及 陳 昭 宏

[18]對 單 向 二 車 道 公 路 在 事 故 發 生 時 ， 道 路 容 量 折 減 (表 3.8)之

研 究。本 研 究 道 路 容 量 折 減 率 (d

)將 採 用 陳 昭 宏 所 研 究 之「 一 車

道 受 阻 」 下 的 折 減 率 63.3%。

表 3.8 車 道 受 阻 時 道 路 容 量 折 減 率 [18]

美 國 FWHA 陳 昭 宏

路 肩 受 阻 18.9% 27.9%

一 車 道 受 阻 64.5% 63.3%

同 理 ， 坍 方 量 在 1000M

以 內 ， 坍 方 發 生 於 8~16 時 ， (Q

) 之 計 算 公 式 為 (3.2)式 ：

坍 方 量 在 1000M

以 內 ， 坍 方 發 生 於 16~24 時 ， (Q

)之 計 算 公 式 為 (3.3)式 ：

3 dc) 5 3 ( 1 d Q

Q

=

×

+ ×

24 dc) 44 24

h - ( 36 d Q

Q^{s(h = 16 ~ 24)} = _d × _Q + ×

(3-2)

(3-3)

第四章 案例資料統計分析

4.1案例蒐集與彙整

4.1.1 研究區域概述

一 、 地 理 位 置

阿 里 山 公 路 ， 即 省 道 台 十 八 線 公 路 ， 為 通 往 阿 里 山 風 景 區

最 主 要 之 道 路 。 該 路 段 往 東 銜 接 台 省 道 21 線 ， 通 抵 南 投 水 里 ，

為 構 成 新 中 橫 公 路 的 交 通 動 脈 。 阿 里 山 公 路 由 觸 口 （ 台 18 線

20.4K） 開 始 進 入 山 區 ， 沿 途 經 瀨 頭 (36.5 K)、 石 桌 (49.5K)、 十

字 路 (63.7K) 、 阿 里 山 (75.0K) ， 往 東 至 嘉 義 與 南 投 縣 界 的 自 忠

(83.2K)(亦 為 曾 文 溪、陳 有 蘭 溪 流 域 的 分 水 嶺 )。相 關 位 置 與 周 邊

公 路 網 如 圖 4.1 所 示 。

二 、 氣 候 概 況

根 據 阿 里 山 氣 象 站 (中 央 氣 象 局 )由 1984 年 至 2004 年 的 降 雨 量 統 計 資 料 ， 得 知 其 年 平 均 降 雨 達 3559mm(如 圖 4.2 所 示 )， 較 台 灣 地 區 之 年 平 均 降 雨 量 2515mm(經 濟 部 水 利 處 ， 2001)高 出 許 多 ， 此 結 果 顯 示 阿 里 山 地 區 之 降 雨 量 相 當 豐 沛 ； 而 在 月 平 均 降 雨 量 方 面，以 八 月 份 的 745.3mm 為 最 高，最 低 值 則 為 11 月 份 的 35.84mm， 如 圖 4.3 所 示 。 由 圖 中 之 月 平 均 降 雨 量 在 一 整 年 之 分 佈 情 形 ， 可 以 看 出 雨 量 分 佈 有 明 顯 的 季 節 性 ， 降 雨 主 要 集 中 在 每 年 的 4 月 到 9 月，乾 季 則 從 每 年 的 10 月 起 到 隔 年 的 3 月 左 右。

3230 4133

3475 3588 2945

3656 5024

3094 4628

2642 4019

2673 4647

3611 4364

30973103 4001

2273 2354 4192

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000

1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004

年 降

雨 量 (mm)

3559

圖 4.2 阿 里 山 雨 量 站 之 歷 年 雨 量 統 計 圖

72.94

137 146.4 273 .4

451

582 .5 590 .3 745 .3

343 .4

114 .7

35.8466.22 0

100 200 300 400 500 600 700 800

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

月 平

均 降 雨 量 (mm)

圖 4.3 阿 里 山 雨 量 站 之 月 平 均 雨 量 統 計 圖

（ 1984至 2004年 ， 中 央 氣 象 局 ） [6]

三 、 沿 線 地 形

根 據 阿 里 山 公 路 沿 線 地 形 之 研 究 顯 示 [24]，本 研 究 區 域 觸 口 到 公 田 間 ， 公 路 沿 八 掌 溪 支 流 而 行 ， 路 線 大 致 與 山 陵 之 走 向 平 行 ， 因 此 大 型 蝕 谷 較 多 。 公 田 到 瀨 頭 間 公 路 沿 稜 線 西 坡 爬 升 南 行 ， 沿 途 有 小 型 蝕 谷 。 公 路 經 瀨 頭 後 ， 北 折 沿 稜 線 附 近 彎 曲 前 進 至 石 卓 。 本 段 路 線 方 向 與 地 層 構 造 線 之 走 向 近 似 平 行 ， 因 此 地 質 上 之 變 化 也 較 單 純。石 卓 以 東，公 路 降 到 曾 文 溪 支 流 溪 谷 ， 過 溪 谷 後 經 關 刀 山 砂 岩 之 山 脊 ， 當 達 十 字 村 後 ， 公 路 成 之 字 形 盤 旋 上 山 ， 而 後 沿 平 緩 之 稜 線 直 達 阿 里 山 。 阿 里 山 東 西 向 稜 線 之 北 部 屬 八 掌 溪 流 域 ， 稜 線 以 南 則 屬 曾 文 溪 流 域 ， 此 外 ， 在 阿 里 山 東 北 部 另 有 陳 有 蘭 溪 及 其 支 流 通 過 。

4.1.2 重大災害歷史

行 評 估 分 析 。 茲 將 該 區 域 近 年 來 所 發 生 之 主 要 災 害 事 件 彙 整 ， 並 分 為 地 震 與 颱 風 災 害 ， 分 別 概 述 如 下 ：

一 、 地 震 災 害 1.瑞 里 地 震

瑞 里 地 震 發 生 於 1998 年 7 月 17 日 中 午 12 時 51 分，震 央 位 置 約 在 阿 里 山 西 方 14.2 公 里，地 震 規 模 6.2，震 源 深 度 3 公 里 ， 該 地 震 造 成 瑞 里 飯 店 嚴 重 受 損 ， 阿 里 山 區 多 處 公 路 、 鐵 路 坍 方 中 斷 ， 嘉 南 地 區 多 處 房 屋 毀 損 (資 料 來 源 ： 中 央 氣 象 局 )。 而 該 地 震 對 阿 里 山 公 路 造 成 之 邊 坡 破 壞 共 計 1 處 ， 坍 方 量 為 977m

。

2.集 集 地 震

集 集 地 震 發 生 於 1999 年 9 月 21 日 凌 晨 1 時 47 分 ， 震 央 位 置 約 在 日 月 潭 西 方 9 公 里 ， 地 震 規 模 7.3， 震 源 深 度 8 公 里，該 地 震 為 二 十 世 紀 台 灣 島 內 規 模 最 大 的 地 震 之 一，車 籠 埔 斷 層 活 動，錯 動 長 達 80 公 里。南 投、台 中 縣 災 情 慘 重 (資 料 來 源 ： 中 央 氣 象 局 網 頁 )。 而 該 地 震 對 阿 里 山 公 路 造 成 之 邊 坡 破 壞 共 計 47 處 ， 坍 方 量 高 達 37132m

。

二 、 颱 風 災 害

颱 風 之 降 雨 型 態 有 別 於 一 般 梅 雨 ， 其 伴 隨 之 雨 量 集 中 且 量

大，對 邊 坡 之 穩 定 程 度 影 響 甚 鉅，表 4.1 為 近 年 來 主 要 颱 風 對 阿

里 山 公 路 造 成 邊 坡 崩 塌 紀 錄 。 由 表 中 可 發 現 ， 各 次 颱 風 對 阿 里

山 公 路 邊 坡 皆 造 成 很 大 的 災 害 ， 其 中 桃 芝 、 納 莉 颱 風 事 件 的 崩

塌 案 例 數 及 降 雨 雖 不 若 賀 伯 颱 風 多 ， 但 坍 土 石 方 量 也 不 小 ， 應

表 4.1 重 大 風 災 事 件 對 阿 里 山 公 路 造 成 崩 壞 之 情 形 [6]

颱風事件 發生時間 阿里山氣象站 累積降雨量(mm)

邊坡崩塌 案例數

總坍土石方量 (m

) 寶莉颱風 1992.08.30 785.2

(82hrs) 44 43825

賀伯颱風 1996.07.31 1986.5

(51hrs) 89 137207

桃芝颱風 2001.07.30 757

(21hrs) 56 39433

納莉颱風 2001.09.10 423.5

(64hrs) 31 33963

敏督利颱風 2004.07.01 1764

(119hrs) 37 11715

4.1.3 研究範圍及致災事件選定

一 、 研 究 範 圍

本 研 究 選 定 之 研 究 範 圍 為 省 道 台 18 線 21k+500~83k+500 由 嘉 義 觸 口 開 始 進 入 山 區，沿 線 經 過 公 田、瀨 頭、石 桌、十 字 路 、 阿 里 山 及 自 忠 ， 全 長 約 62 公 里 ， 如 圖 4.4 所 示 。 海 拔 高 度 則 由 250 公 尺 變 化 至 2300 公 尺 左 右 。

二 、 致 災 事 件

在 致 災 事 件 方 面 ， 本 研 究 選 擇 在 民 國 85 至 93 年 間 ， 對 本

研 究 區 域 造 成 重 創 的 賀 柏 、 桃 芝 、 納 莉 及 敏 督 利 等 四 個 颱 風 (如

表 4.1)作 為 研 究 之 致 災 事 件，針 對 各 颱 風 侵 襲 時 所 造 成 之 邊 坡 崩

塌 案 例 進 行 彙 整 統 計 分 析 。

圖 4.4 研 究 範 圍 及 現 場 調 查 點 位 置 圖 [6]

4.1.4 案例資料蒐集

崩 塌 案 例 之 資 料 來 源 為 公 路 總 局 第 五 養 護 工 程 處 阿 里 山 工

務 段 針 對 歷 次 颱 風 後 所 做 之 沿 線 勘 查 及 搶 修 記 錄 ， 資 料 內 容 包

括 災 害 地 點 (里 程 )、 災 害 照 片 及 清 除 坍 土 石 方 量 (m

)等 。 共 有 邊

坡 案 例 資 料 109 筆 ， 其 中 包 括 55 筆 邊 坡 崩 塌 案 例 (表 4.2)及 54

表 4.2 台 十 八 線 已 崩 塌 邊 坡 案 例 [6]

座標 項

次 里程

X Y

高程 (m)

坡向 (°)

坡度 (°)

坡高 (m)

集水區 面積 (m²)

坡趾 開挖 高度 (m)

坡度 改變 量 (°)

崩塌 類型

崩塌 土石 長度

（m）

崩塌 規模 (m³)

致災 颱風

1 20k+500 208953 2592930 257 330 70 30 27332 2 0 沖蝕 70 2300 納莉 2 21k+100 209166 2593090 274 30 80 30 2845 12 20 崩落 10 70 桃芝 3 21k+400 209322 2592928 284 100 40 25 15343 2 0 沖蝕 25 125 納莉 4 21k+500 209376 2592848 295 40 60 30 3353 5 10 坍滑 20 290 納莉 5 21k+555 209427 2592827 296 30 60 20 2134 5 10 坍滑 20 200 納莉 6 21k+650 209449 2592715 311 120 60 20 12396 5 0 坍滑 50 1575 賀伯 7 21k+850 209449 2592532 326 40 50 20 20118 4 0 沖蝕 50 500 賀伯 8 22k+000 209572 2592435 334 35 65 25 3150 15 15 坍滑 10 120 賀伯 9 22k+150 209603 2592307 316 110 60 25 9754 3 0 坍滑 10 105 賀伯 10 22k+300 209515 2592219 400 175 60 25 11380 7 0 坍滑 40 1733 納莉 11 22k+400 209515 2592219 400 175 60 25 11380 7 0 沖蝕 20 180 敏督利 12 22k+800 209852 2592323 338 0 60 25 7925 8 0 沖蝕 60 2880 納莉 13 22k+850 209952 2592343 343 340 50 20 48873 8 0 沖蝕 25 510 桃芝 14 22k+900 209852 2592323 338 0 60 25 7925 8 0 沖蝕 15 319 敏督利 15 24k+700 209995 2592559 422 145 60 40 4369 2 0 坍滑 28 1134 敏督利 16 24k+750 209917 2592528 438 175 75 15 406 8 15 崩落 25 125 敏督利 17 24k+800 209763 2592636 466 165 70 20 406 12 10 崩落 25 300 敏督利 18 24k+830 209763 2592636 466 165 70 20 406 12 10 崩落 20 160 賀伯 19 24k+950 209802 2592649 462 170 80 25 1118 12 10 崩落 15 120 桃芝 20 26k+100 210384 2592738 476 130 50 15 19102 5 0 坍滑 20 400 敏督利 21 26k+600 210930 2592949 502 215 45 30 80574 6 0 坍滑 120 14785 納莉 22 26k+700 210930 2592949 502 215 45 30 80574 6 0 沖蝕 80 360 敏督利 23 26k+700 210930 2592949 502 215 45 30 80574 6 0 沖蝕 120 1320 桃芝 24 28k+250 211955 2592761 562 150 50 40 47552 3 0 沖蝕 70 1865 桃芝 25 28k+300 211955 2592761 562 150 50 40 47552 3 0 坍滑 40 2930 納莉 26 31k+500 212533 2592177 786 265 60 18 11685 8 20 崩落 10 30 敏督利 27 31k+700 212623 2591862 767 275 40 20 132901 4 0 沖蝕 95 2500 納莉 28 40k+300 214341 2591188 1261 155 60 35 1422 5 0 坍滑 35 2310 敏督利 29 42k+700 214752 2592668 1230 90 75 25 3556 6 0 沖蝕 15 30 敏督利 30 43k+200 214927 2593040 1254 130 55 50 15343 3 0 沖蝕 85 3453 桃芝 31 45k+100 216149 2594231 1242 95 65 40 12599 5 0 沖蝕 25 292 敏督利 32 45k+300 216129 2594254 1243 95 70 45 12599 8 5 沖蝕 110 495 桃芝