警戒基準值選定方法

大規模崩塌,其發生機制複雜,且與時間有相關性(圖4-1),一般來說,當坡面受到重力影響後,會逐漸產生變形,在邊坡表面會開始出現各類微地形特徵(b)。當變形後在持續受到重力影響,變形量將增大,而邊坡內破壞面亦開始發育(c)。

遇到重大事件(颱風豪雨、地震…)時,因材料已發生變形,整體強度相對較弱,就可能發生局部的破壞(d),或是一次的大規模的滑動(e)。相對的,在局部的破壞狀況(d)下,在重力影響下滑動面持續發育,也可能在重大事件時轉換為大規模的一次滑動(e)。

大規模崩塌發生歷程
圖4-1 大規模崩塌發生歷程(資料來源:Kaneda ad Kano, 2017)

當邊坡出現變形徵兆後,在重大事件發生時都會誘發其變形量之增加(啟動條件),這個過程一般會用應變-時間曲線來表示(圖4-2)。

大規模崩塌之應變-時間曲線
圖4-2 大規模崩塌之應變-時間曲線(資料來源:M. SAITO,1960)

在圖4-2中,變形量之增加則可依照變形速度分為減速變形、等速變形及加速變形等階段。因此警戒系統之建立應針對不同階段進行考慮,一般來說啟動條件之判定,可透過雨量及現地監測變動資料,做為事件發生之判斷指標。

雨量警戒基準值

為進行大規模崩塌發生雨量之分析,需要從既有發生案例之資料進行分析,水保局利用寬頻地震網得到之訊號進行分析,從民國90-105年期間之降雨事件找出28筆具體知道發生時間的新生大規模崩塌案例(圖4-3藍點),利用其發生時刻對應之累積雨量進行分析,建立大規模崩塌發生臨界雨量線(圖4-3藍線),做為評估潛勢區發生條件之依據,並利用另79筆大規模崩塌案例(圖4-3紅點)進行驗證,確定臨界雨量線之合理性。同時配合疏散避難準備之考慮,將發生臨界雨量轉換為大規模崩塌發生警戒雨量線(圖4-4橘線),做為警戒值設定之參考。

利用有效累積雨量之發生臨界雨量線

圖4-3 利用有效累積雨量之發生臨界雨量線
考慮疏散避難時間之大規模崩塌警戒雨量線

圖4-4 考慮疏散避難時間之大規模崩塌警戒雨量線

現地監測警戒基準值

一般利用監測成果進行應變管理值之設定,但是若監測時間不足以訂定基準值,建議可參考國內外文獻訂定警戒值,而當有足夠監測時間後,即可根據各監測成果以統計法方法分析後據以訂定。一般常用參考值彙整如表4-1。

常用變形量應變管理基準
監測項目 應變管理基準 使用單位
地表伸縮計 依平均變形量進行潛勢區之活動度分級,
包含每日變形量(0.5 mm/日 至20mm/日),
或每月變形量(0.5mm/月至300 mm/月)
中華水土保持學會,1999
日本高速公路調查會,1988
日本道路公團土質地質調查要領,1992
Flentje and Chowdhury, 2002
日本地滑協會,1978
地表傾斜儀 5sec/日 ~50 sec /日 中華水土保持學會,1999
日本高速公路調查會,1988
日本道路公團土質地質調查要領,1992
管內傾斜儀 0.5mm/日 ~ 10 mm /日 中華水土保持學會,1999
日本高速公路調查會,1988
日本道路公團土質地質調查要領,1992
表4-1常用變形量應變管理基準