擁抱陽光
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100年度降雨特性對阿里山森林鐵路邊坡崩塌影響之研究

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計畫名稱100年度降雨特性對阿里山森林鐵路邊坡崩塌影響之研究
研究類別委託研究
計畫年度100年
受委託機關國立中興大學(負責人:李德財 校長)
計畫主持人詹勳全
計畫執行時間100年06月-100年12月
研究經費850仟元
  • 計畫目標:

    連續性雨量或瞬間豪雨產生崩塌為總崩塌量貢獻之主要因素,計畫針對雨量與崩塌的關係進行探究,研究成果對後續的災害防治對策有所助益。目前利用降雨特性作為災害預警多應用於土石流防災,阿里山地區因地形之關係,本身受豪雨侵襲的頻率高,山區交通常因豪雨侵襲而崩塌中斷,本研究選定阿里山森林鐵路為研究對象,藉由收集災害修?紀?及?雨資?,探討?雨與鐵路邊坡崩塌的關係,分析?同降雨參數對研究區崩塌的影響,以?雨塌?發生與否的歷史資?,利用統計方法建??界?雨線,以作為防災預警的?考。
  • 研究成果摘要:

    阿里山森林鐵路乃文建會推舉為台灣的世界遺產潛力點,為台灣重要的文化資產之一,也肩負著阿里山區觀光旅遊運輸與山區對外連絡的重要責任,近年來因為邊坡自然災害導致阿里山森林鐵路中斷之事件時有所聞,為確保鐵路運輸旅客安全,建立阿里山森林鐵路邊坡災害預警機制,為目前當務所需。
    阿里山地區歷年颱風造成之崩塌災害,以桃芝颱風、敏督利颱風及莫拉克颱風等三場颱風造成研究區崩塌災害最為顯著、分佈最廣,本計畫收集這三場颱風崩塌災害資料進行分析,其中莫拉克颱風為歷年來造成阿里山森林鐵路沿線總崩塌面積最高者,且以屏遮那及二萬坪之間造成的邊坡崩塌災害,為歷年來崩塌地規模最嚴重且崩塌面積最大的;三場颱風豪雨造成之崩塌於阿里山森林鐵路沿線崩塌地大多發生於4級坡以上,且以4級坡居多,亦即4級坡在本區之發生崩塌的可能性較大;以坡向而言,阿里山森林鐵路沿線以北向坡、西北向坡及西向坡具有較大之崩塌潛勢;根據高程分析結果,阿里山森林鐵路沿線之崩塌與高程分佈之關聯性似乎不高。
    本研究更應用多變量統計中的羅吉斯迴歸方法進行山崩潛勢評估研究,並繪製山崩潛感圖。山崩潛感圖繪製所需之山崩目錄,由中央地質調查所蒐集歷年崩塌資料而得,數值地形資料的解析度為5公尺,利用地理資訊系統將選用的因子處理成網格式的資料,分為山崩組與非山崩組,其中使用的潛在因子包括坡度、坡向、地形粗糙度、坡度粗糙度、岩性及距鐵路距等因子;促崩因子則使用總雨量及最大降雨強度。對於山崩組及非山崩組資料,以亂數取樣的方式選取相同的網格數目,進行羅吉斯迴歸分析並建置迴歸模型。驗證結果顯示迴歸模式有良好的預測準確性,因此將全區資料代入羅吉斯迴歸模型計算出各格網之山崩潛感值,並繪製山崩潛感圖。
    為了解不同降雨條件下之坡地崩塌機率,本研究將研究區各雨量站不同重現期距的時雨量及三日雨量帶入迴歸模型,雨量重現期距包括2年、5年、10年、25年、50年、100年及200年。根據不同頻率年之模擬結果,將崩塌潛勢分為高潛勢、中高潛勢、中潛勢及低潛勢四個等級,標示出阿里山森林鐵路沿線中高崩塌潛勢及高崩塌潛勢地區之鐵路里程,以供主辦單位作為後續防災管理之參考。
  • 檢討與建議:

    以下主要建議計畫成果可精進改善事項:
    1. 對於未劃入高潛感區之山崩資料,需進一步確認是否具有人為誤判或數化之疏失導致資料有誤,若資料有誤需進行更正或刪除;另外,為使模式更加完善,未來亦可嘗試於模式中加入本研究未考慮之因子,如:植生指數、濕度指數、坡高類因子及距離因子等,進行探討。
    2. 由於本研究之岩性因子分析採用二十五萬分之一地質圖,未來若有更高解析度之地質圖或完整之岩體工程特性圖,則有助於提高山崩潛感分析結果之精確度。
    3. 本計畫僅採用莫拉克颱風作為山崩目錄建置羅吉斯迴歸模型,由分析結果顯示,因莫拉克颱風總雨量較高,會使得分析結果有過度預測之傾向,未來可納入多次颱風事件,以提高模式之適用性與準確性。
    4. 本研究採用計畫區內外共17個雨量站,但位於計畫區南部缺乏雨量資料,僅能由計畫區外之雨量站,進行克利金法推估空間之雨量分布,因此可能造成雨量資料之誤差,進而影響山崩潛感模式之準確性。未來若可增設雨量站並有詳細之雨量紀錄,將有助於阿里山森林鐵路邊坡崩塌之預警。
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瀏覽人次:1890 最後更新日期:2016-04-28