臺灣博碩士論文加值系統

華梵大學座落於新北市石碇區之大崙山山區，海拔高度約430公尺至570 公尺間，校區內設有氣象站，量測雨量、氣溫等氣象資料。另設有多點式地中變位移SAA(Shape Accel Array)觀測儀器，以監測坡地變化維持校區安全。華梵大學所在山區部分列在中央地質調查所公佈之山崩與地滑地質敏感區，坡地變位之相關分析更顯得重要。本研究分為兩部分，一是建立華梵大學校區長延時及短延時之降雨強度-延時-頻率曲線IDF (Rainfall Intensity- Duration-Frequency Curve)，並探討兩者之差異，二是誘發日位移量大於0.5mm之降雨強度特性探討。
研究中第一部分選用校區前山氣象站2004年至2017年，合計14年之降雨資料，以5分鐘至1小時作為短延時，1小時至48小時作為長延時，用年選最大值法選取所需之雨量資料，藉由頻率分析，取得最合適之理論機率分佈，分別建立IDF曲線。研究中得知，藉由長延時IDF公式推估短延時之降雨強度值，有高估之現象，特別是降雨延時5分鐘時，其降雨強度值差異最大。另針對四日累積大於100mm降雨量資料建立IDF，作為第二部分分析之背景值。第二部分針對校區傾斜觀測管編號SIS-11A以SAA量測之資料，選擇日位移量大於0.5mm且四日累積大於100mm之降雨資料，以兩種不同方式計算平均降雨強度值。第一種是以位移量發生日為第一日往前溯，第二種是以位移發生日前三日為第一日往後計，並將兩種方式與四日累積大於100mm之IDF比較。結果顯示颱風時之降雨強度，在一日及二日分布較廣，一日降雨強度落在1 (mm/日)至305 (mm/日)間，三日及四日降雨強度分布較為集中，四日降雨強度落在47(mm/日)至147(mm/日) 間；西南季風影響之降雨強度，其四日降雨強度落在28(mm/日)至85(mm/日)；東北季風四日降雨強度落在25(mm/日)至55(mm/日)，後二者在較低之降雨強度就會發生日位移量大於0.5mm。


關鍵詞：頻率分析、降雨強度-延時-頻率曲線、多點式地中變位移、傾斜位移量

Huafan University is located in the Ta-Lun Shan area of Shih ding District, New Taipei City. It is about 430 meters to 570 meters above sea level. There is a weather station on the campus to measure the rainfall and temperature data. For slope disaster prevention there are SAA (Shape Accel Array) observation instruments to monitor slope displacement. The area of Huafan University is listed in the landslide-landslip geologically sensitive area by the Central Geological Survey. The analysis of slope displacement is more important. This study is separated into two parts. First is to analysis the characteristic of different duration rainfall intensity–duration-frequency Curve (IDF) in Huafan University, and second is to induce rainfall with tilting displacement greater than 0.5mm.
The first part selects the date from 2004 to 2017 of Huafan weather station, and selects the annual maximum rainfall data from 5 minutes to 1 hour called short duration and 1 hour to 48 hours called long duration. By frequency analysis, the most suitable theoretical probability distribution is obtained, the short duration IDF and the long duration IDF are established. It is known from the study that the long duration IDF formula estimates the short duration rainfall intensity value, which is overestimated, especially when the rainfall duration is 5 minutes. The data of four days cumulative rainfall amount greater then 100mm are used to as the background value of the second part of the analysis. The second part is to select the data with the daily displacement greater than 0.5mm from SAA for the number SIS-11A and the four-day cumulative greater than 100mm, and calculate the average rainfall intensity value in two different ways. The first type is the day when the displacement occurs, as the first day, and continues to calculate forward. The second type is the three days before the tilting displacement day as the first day, and then continues to calculate backwards. Will these two methods are compared to the background values. The rainfall intensity during typhoon is widely distributed on one day and two days. The daily rainfall intensity falls between 1 (mm/day) and 305 (mm/day). The distribution of rainfall intensity on the three days and four days is concentrated. The rainfall intensity falls between 47 (mm/day) and 147 (mm/day), while the rainfall intensity of the southwest monsoon affects the four days rainfall intensity from 28 (mm/day) to 85 (mm/day). The four days rainfall intensity falls from 25 (mm/day) to 55 (mm/day). It has probability to occur tilting displacement greater than 0.5 mm when rainfall intensity is small.
Keywords： Frequency Analysis、IDF、Shape Accel Array、Tilting Displacement

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VII
一、 緒論 1
1.1研究動機與目的 1
1.2文獻回顧 2
二、研究區域與資料分析方法 10
2.1研究區域 10
2.2資料分析方法 11
2.2.1頻率分析方法 11
2.2.2降雨強度-延時-頻率(IDF) 15
2.2.3 坡地位移觀測 17
三、結果與討論 18
3.1短延時分析 18
3.1.1頻率分析結果 18
3.1.2短延時降雨強度-延時-頻率(IDF) 25
3.2長延時分析 28
3.2.1頻率分析結果 28
3.2.2長延時降雨強度-延時-頻率(IDF) 36
3.2.3長延時與曹舜評、李汴軍(2014)之IDF比較 37
3.3短延時降雨強度值與長延時推估值之比較 42
3.4四日累積降雨量大於100mm分析 44
3.4.1頻率分析結果 44
3.4.2四日累積大於100mm之降雨強度-延時-頻率(IDF) 49
3.5 SAA量測之日位移量與降雨量探討 51
3.5.1第一種及第二種方式之降雨資料 52
3.5.2第一種及第二種方式與背景IDF探討 54
3.5.3不同延時降雨強度探討 57
四、結論 67
參考文獻 68

中華民國大地工程學會，「山坡地監測準則」，TGS-SLOPEM106，3-6，2017。
王金山、鍾明劍、冀樹勇，「降雨誘發崩塌地滑動之監測回饋分析與預警應用探討」，中興工程季刊，110：27-40，2011。
行政院農業委員會水土保持局，「水土保持技術規範」，2014。
朱英茂，「傾斜儀的誤差與修正」，中華民國大地工程技師公會，12：28-37，2016。
李錦育、張展華，「高屏地區水文頻率分析之研究」，農工學會研討會論文集，49-54，2002。
汪中和，「臺灣降雨的長期變化及對環境的衝擊」，自然與文化研討會，行政院農業委員會林業試驗所，50-54，2004。
吳宜昭、龔楚媖、王安翔、于宜強，「台灣地區短延時強降雨事件氣候特性分析」，國家災害防救科技中心災害防救電子報，132，2016 。
洪麗娟，「1996-2008年台灣降雨的特性分析」，國立中央大學大氣物理研究所碩士論文，2009。
紀宗吉、林錫宏、廖瑞堂，「100 年度大規模潛在山崩機制調查與活動性觀測(1/4)」，經濟部中央地質調查所，2011。
徐義人，「應用水文學」，國立編譯館，1996。
徐弘明、許中立、謝茗彰、郭子銘、張志偉，「傾斜管變位應用於地滑監測與整治規劃」，坡地防災學報，39-55，2009。
涂建翊、陳俐盈、高端鞠、黃靖甯、朱嬿儒、吳敏暐、林紋伊、張家華，「從時雨量看臺灣降雨強度的頻率變化」，地球科學系統學術論壇論文集，113-117，2011。
曹舜評、李汴軍，「大崙山區降雨頻率分析之研究」，森林集水區經營研討會，27-40，2013。
曹舜評、李汴軍，「大崙山區降雨-延時-頻率公式之建立」，森林集水區經營研討會，41-54，2014。
莊麗蓉，「區域化短延時無因次降雨強度公式」，國立成功大學碩士論文，2006。
經濟部水資源局，「水文設計應用手冊」，2001。
鄭清江，「以傾斜管變位及極限穩定分析進行華梵坡地穩定機制之探討」，華梵學報，9：115-127，2003。
鄭清江、楊嘉瑜，「降雨引致地下水位變化及坡地變位之案例探討」，華梵大學藝術與設計學報，10：141-154，2015。
廖俊瑋、宋健豪、詹仕堅、廖學誠，「太麻里溪集水區極端水文事件的頻率分析」，工程環境會刊，28：89-103，2012。
衛強、魏聰輝、葉惠中、陳彥璋、鄭克聲，「臺大實驗林轄區降雨強度延時頻率分析及降雨等值線之繪製」， 國立臺灣大學生物資源暨農學院實驗林研究報告，27：49-75，2013。
盧書炫，「短延時降雨強度區域化之研究」，國立成功大學碩士論文，2007。
謝平城、王瀚衛，「降雨滲流對邊坡穩定的影響」，水土保持學報，36(2)：135-142，2004。
鍾明劍、譚志豪、冀樹勇、蘇泰維、李錦發、費立沅，「松茂崩塌地降雨促崩潛勢評估與監測驗證」，海峽兩岸地工技術∕岩土工程交流研討會，2009。
鍾侑達，「台灣區域降雨趨勢分析」，農業工程學報，55(4)：1-18，2009。
龔楚媖、于宜強、李宗融、林李耀，「短延時致災降雨事件分析」，國家災害防救科技中心災害防救電子報，81，2012。
龔楚媖、顏葆琳、李宗融、吳宜昭、于宜強，「《台灣極端降雨事件：1992-2013年重要事件彙整》專書導讀」，國家災害防救科技中心災害防救電子報，120，2015。
Chow, Ven Te, Maidment, David R. and Mays, Larry W., “Applied Hydrology, ”McGraw-Hill,1988.
Cho, S. E. and Lee, S. R.,“Instability of unsaturated soil slopes due to infiltration, ” Computers and Geotechnics, 28(3):185-208, 2001.
Chen, C. S. and Chen, Y. L.,“The rainfall characteristics of Taiwan, ” Monthly Weather Review, 131:1323-1341, 2003.
Gasmo, J. M., Rahardjo, H. and Leong, E. C.,“Infiltration effects on stability of a residual soil slope, ” Computers and Geotechnics, 26(2): 145-165, 2000.
Jeng, C.-J. and Yang, C.-Y. “Study on monitoring and numerical analyses of groundwater variation and inclinometer displacement induced by heavy typhoon rainfall, ” Nat. Hazards Earth Syst. Sci. Discuss., https://doi.org/10.5194/nhess-2018-35, 2018.
Rahardjo, H., Li, X. W., Toll, D. G. and Leong, E. C.,“The effect of antecedent rainfall on slope stability, ” Geotechnical and Geological Engineering, 19(3-4):371-399, 2001.
Sharma, M. A. and Singh, J. B.,“Use of probability distribution in rainfall analysis,” New York Science Journal, 3(9):40-49, 2010.
Tsai, T. L.,“The influence of rainstorm pattern on shallow landslide,” Environmental Geology, 53:1563-1569, 2008.
Yeh, H.C. and Chen, Y.L.,“Characteristics of rainfall distributions over Taiwan during the Taiwan area mesoscale experiment (TAMEX),” American Meteorological Society, 37:1457-1469, 1998.