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核心技術名稱:集水區水文地質對坡地穩定性影響之調查評估

 

主管單位:經濟部中央地質調查所
執行單位:財團法人中興工程顧問社地工中心
主持人:譚志豪Chih-Hao Tan
承辦人:鍾明劍Ming-Chien Chung
工作人員:冀樹勇、譚志豪、許世孟、俞旗文、高憲彰、張玉粦、鍾明劍、
周柏儀、羅鴻傑、趙啟宏、王金山、雷世璋、陳嬑璇、陳建新、林金成、洪世勳、溫惠鈺、曾慶恩、黃景照、王峻德、吳年昌


摘要
本年度工作範圍包括淡水河、蘭陽溪及南崁溪等流域。針對流域之中、上游集水區進行水文地質對山崩影響之相關調查、試驗、分析與評估工作。另於流域內挑選數個具較高崩塌潛勢與重要保全對象之重點崩塌地進行更精細的水文地質調查試驗、監測與分析。
針對大尺度集水區部分,具體完成以下六大分析課題:(1) 各流域頻率年之降雨強度分析、(2) 地面水與地下水水文分析、(3) 水文地質參數特性調查分析、(4) 土壤厚度調查分析、(5) 環境同位素調查分析、(6) 降雨及水文地質等關聯因子觸發山崩研究。整合各調查分析成果,透用定值分析法,評估大區域範圍內各邊坡單元於特定降雨強度與延時條件下坡地穩定性隨時間之變化關係。模式分析採用美國地質調查所發展之廣域暫態降雨促崩模式(TRIGRS) 進行,並進一步結合3S技術,考量地形、暫態地下水位、風化土層厚度、風化土層力學與水力特性及降雨在空間與時間分布等各項因素,評估因降雨入滲所引致之淺層崩塌機制。模式分析成果包括預測在不同重現期距降雨條件下,各集水區之於特定降雨條件下之可能崩塌位置及崩塌規模外,模式分析程序亦對後續相關預警準則之建立提供了良好的基礎。
於小尺度重點崩塌地水文地質監測與分析部份,本年度具體完成:(1) 重點區域崩塌地調查監測與分析、(2) 水文地質概念模式之建立、(3) 重要關聯因子對山崩潛勢之影響等。於重點崩塌地水文地質特性調查部份,本計畫整合地質鑽探、孔內岩體裂隙調查分析、孔內裂隙岩體水力試驗、孔內地球物理井測、孔內地下水流速探查、雙環入滲試驗、地下水位監測與地中變形量測、地表位移監測、雨量量測、地電阻影像剖面探測、未飽和含水層特性分析等現地調查、試驗與監測成果,達成崩塌地水文地質特性調查之目的,搭配多樣化試驗方法與試驗資料分析理論,獲得較為合理的崩塌地水文地質概念模式。基於此概念模式,進一步進行重點崩塌地水文地質特性模式分析,模式分析分為二維及三維兩大類,二維分析採整合降雨、入滲、滲流、邊坡穩定與變形分析之GeoStudio 程式進行,深入研究降雨入滲作用引致崩塌地失穩現象。另考量崩塌地之三維地形效應,另以FLAC3D 程式模擬三維降雨促崩邊坡穩定分析與變遷潛勢評估,兩種分析模式均透過現地監測成果進行參數反算分析與比對驗證,使得崩塌地在特定降雨條件下所預測之穩定性變化能夠更具代表性與準確性。
關鍵詞::水文地質調查、坡地穩定分析、山崩潛勢、地下水、坡地監測
 


 
圖1 流域降雨促崩潛勢分析成果
 
圖2 重點崩塌地孔內水文地質調查試驗整合成果
 
圖3 重點崩塌地地中變形監測成果
圖4 重點崩塌地於颱風期間之安全評估成果