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研究生:孫維芳
研究生(外文):Wei-Fang Sun
論文名稱:海岸山脈北段公路沿線邊坡崩塌特性研究
論文名稱(外文):A Study on the Landslide Characteristics along the Highway of the Northern Coastal Range
指導教授:陳紫娥陳紫娥引用關係
指導教授(外文):Zue-Er Chen
學位類別:碩士
校院名稱:國立東華大學
系所名稱:自然資源管理研究所
學門:環境保護學門
學類:環境資源學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:64
中文關鍵詞:累積雨量邊坡崩壞崩塌
外文關鍵詞:landslideslope failureaccumulate rainfall
相關次數:
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台灣東部地區自然環境具地質脆弱、坡陡流急之特性,加以地震或颱風豪雨之侵襲,常引發不同類型及程度之土砂災害,造成人民生命財產的損失,邊坡崩塌亦為主要災害類型之一。本研究以海岸山脈北段公路沿線邊坡為研究對象,根據歷年來公路局在自然災害發生後至現場記錄之崩塌資料,藉由整理分析邊坡崩壞的歷史記錄,以瞭解致災環境與邊坡崩塌災害特性,可為土地利用經營管理之基礎資料。
本研究所使用資料為84至90年期間海岸山脈北段三條公路之邊坡崩壞記錄,包括台11線、193線及台11甲線。首先針對崩塌資料本身之特性進行分析,包括分布狀況、逐年變化及崩塌規模與發生頻率等,再者與地質、降雨因子進行相關性分析,以瞭解崩塌發生與自然條件之相關性,進而劃設研究區具崩塌潛能之區段分布,以為土地利用規劃之參考。
研究結果顯示研究區崩塌特性: (1) 以各公路之崩塌特性來看,台11線具有崩塌頻率低崩塌規模大的特性,易形成災害性崩塌;台11甲線小型崩塌發生頻繁,造成單位里程之崩塌量居三路段之冠。(2) 以公路現有里程數為絕對位置,統計單位里程崩塌數量的結果,得知台11線十二號橋至水璉、芭崎至二十號橋與台11甲線信義橋、和平橋附近等,深具崩塌危險性。(3) 除88年無災修記錄外,研究區年崩塌量與年崩塌件數皆呈現隔單位年增減的規律變動現象,而台11甲線的崩塌數量在規律變動中則還有逐漸增加的趨勢。(4) 研究區在200m3以上之崩塌事件,其崩塌規模(M,崩塌量對數值)與以上發生頻率(N)呈現logN = 4.77-1.33M的對數關係(r = 0.985)。
崩塌與地質之關係,在總量上屬都鑾山層及八里灣層為發生件數多及崩塌量最大之地層。單位里程崩塌件數及崩塌量最大者為安山岩質崩移岩塊與八里灣層水璉段,是研究區內分布比例少卻極具危險性之地層,受地質構造影響大。崩塌與年雨量之關係,以台11線整體之崩塌特性、研究區之崩塌件數及台11甲線之大型崩塌(崩塌量大於1000m3)三者,與年雨量較具相關性。在崩塌發生與事件雨量之關係上,研究區在累積雨量220公釐以上開始有集中的崩塌發生,發生百分比50%之累積雨量為524公釐。以路段而言,促發崩塌之累積雨量最小者為台11線;以地層而言,則是安山岩質崩移岩塊。
Eastern Taiwan is a landslide-prone region. Landslides induced by typhoons, heavy rain, or earthquakes not only paralyze traffic but also cause severe damage in property and threaten lives. The main objective of this study is to set up a database along the three highways (the 11th provincial highway, the 193th county highway, and the 11th-I provincial highway) of the Northern Coastal Range of the eastern Taiwan, by collecting and interpreting the corresponding information from topographic maps, geological maps, and disaster records (1995-2001) offered by the Taiwan Highway Bureau as well as field investigation. Statistic results of geological and rainfall factors influencing the slope failure were presented in this thesis.
The research concludes as follows: (1) The 11th provincial highway is a dangerous road with a lot of huge landslides. (2) The most dangerous sections are 19~23k, 34~37k of the 11th provincial highway and 10~13k, 16~17k of the 11th-I provincial highway. (3) The annual slope failure volume has presented regularity change from one year to next year. (4) Landslides with a failure volume of not less than 200m3 have a cumulative frequency-size distribution with a power-law dependence on volume of failure. (5) Transported andesitic blocks (b) and Paliwan Formation Suilien Member (Pls) are landslide-prone formations. (6) Low accumulate rainfall (about 350mm) will induce landslides on the 11th provincial highway or in Transported andesitic blocks (b).
目錄
1. 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 相關文獻回顧 2
1.2.1 崩塌規模與發生頻率 2
1.2.2 崩塌與地質相關性研究 3
1.2.3 崩塌與降雨相關性研究 5
2. 材料與方法 8
2.1 研究區環境概述 8
2.1.1 氣候 10
2.1.2 地震 10
2.1.3 地形 11
2.1.4 地質 11
2.1.5 地質構造 13
2.2 研究材料 16
2.2.1 崩塌資料 16
2.2.2 雨量資料 18
2.3 研究方法 19
2.3.1 崩塌資料選取 19
2.3.2 雨量站選取 22
3. 研究結果 24
3.1 公路沿線崩塌特性 24
3.1.1 崩塌總量特性 24
3.1.2 單位里程區間崩塌特性 25
3.1.3 逐年崩塌量分布 32
3.1.4 崩塌規模與發生頻率 34
3.2 崩塌與地質之相關性 36
3.2.1 地層之崩塌總量特性 36
3.2.2 地層之大型崩塌特性 39
3.3 崩塌與降雨之相關性 42
3.3.1 崩塌與年降雨量 42
3.3.2 崩塌與降雨事件 44
4. 討論 50
5. 結論與建議 60
6. 參考文獻 62


圖目錄
圖 1 香港地區1992-1997年崩塌規模與以上累積發生頻率關係 4
圖 2 台灣曾文水庫集水區1992及1996年崩塌規模與以上累積發生頻率關係 4
圖 3 降雨引發崩塌示意圖 7
圖 4 臨界雨量線設定 7
圖 5 研究區範圍圖 9
圖 6 花蓮測站月平均雨量與崩塌量分布圖 11
圖 7 海岸山脈北段公路沿線地質圖 15
圖 8 降雨事件下研究區雨量站雨量分布差異 23
圖 9 研究區各路段崩塌總崩塌量及件數與單位里程崩塌量及件數之崩塌特性 25
圖 10 研究區三路段單位里程區間崩塌件數及崩塌量分布 30
圖 11 研究區崩塌事件分布 31
圖 12 研究區各路段總崩塌件數與單位里程崩塌件數之逐年變化 33
圖 13 研究區各路段總崩塌量與單位里程崩塌量之逐年變化 33
圖 14 研究區各路段平均事件崩塌量之逐年變化 33
圖 15 研究區崩塌量與以上累積發生頻率對數值關係圖 35
圖 16 研究區三路段各地層總崩塌件數與單位里程崩塌件數之分布 38
圖 17 研究區三路段各地質總崩塌量與單位里程崩塌量之分布 38
圖 18 各地層單位里程崩塌量及件數與平均事件崩塌量分布 39
圖 19 各地層大型崩塌總崩塌量及件數與單位里程崩塌量及件數之崩塌特性 41
圖 20 三路段崩塌量與累積雨量分布 48
圖 21 各地層崩塌量與累積雨量分布 49
圖 22 海岸山脈北段公路沿線邊坡月降雨量與月崩塌量分布(84-90年) 50
圖 23 阿里山公路沿線邊坡月降雨量與月崩塌量分布(74-89年)(呂政諭,2001) 51
圖 24 三地區崩塌規模及以上累積發生頻率關係 52
圖 25 研究區不同崩塌量分級下發生百分比50%之累積雨量分布 56
圖 26 地質分區不同崩塌量分級下發生百分比50%之累積雨量分布 57
圖 27 台11甲線不同崩塌量分級下各發生百分比之累積雨量值 58
圖 28 研究區崩塌危害區分布 61

表目錄
表 1 台十一線沿線岩層土壤工程特性及主要崩塌類型 5
表 2 崩塌降雨參數相關研究比較 7
表 3 公路局災害發生崩塌資料記錄舉例 16
表 4 公路局84至90年崩塌災害記錄 17
表 5 研究區各雨量站資料 18
表 6 記錄距離超過一公里者之崩塌規模與件數統計 20
表 7 記錄距離超過一公里且崩塌量大於500 m3之崩塌事件 20
表 8 記錄距離超過一公里且崩塌量小於500 m3之崩塌事件記錄舉例 20
表 9 記錄距離小於一公里且大於100公尺者之崩塌規模與件數統計 21
表 10 記錄距離小於一公里且崩塌量大於500 m3之崩塌事件記錄 21
表 11 記錄距離小於一公里且崩塌量小於500 m3之崩塌事件記錄 21
表 12 研究區三路段邊坡崩塌總量特性統計 25
表 13 台11線單位里程區間崩塌統計 27
表 14 193線單位里程區間崩塌統計 28
表 15 台11甲線單位里程區間崩塌統計 29
表 16 研究區三路段逐年崩塌資料 32
表 17 崩塌規模與發生頻率 34
表 18 研究區道路沿線地層分布比例 37
表 19 研究區三路線沿線地層與崩塌分布 37
表 20 研究區公路沿線地層崩塌規模與發生次數統計 40
表 21 研究區公路沿線大型崩塌事件(V≧1000 m3)統計 40
表 22 各路段年雨量與崩塌資料 42
表 23 各路段崩塌特性與年雨量相關係數表 43
表 24 公路局84至90年(除88年外)引致崩塌之降雨事件雨量資料 46
表 25 降雨事件下三路段崩塌件數 47
表 26 三路段崩塌發生百分比50%累積雨量 47
表 27 降雨事件下各地層崩塌件數 47
表 28 累積雨量400公釐以下各地層大型崩塌發生件數 47
表 29 各地層崩塌發生百分比50%累積雨量 48
表 30 高累積低強度降雨條件下各地層大型崩塌統計 54
表 31 研究區不同崩塌量分級下之崩塌件數 56
表 32 研究區不同崩塌量分級下發生百分比50%之累積雨量值 56
表 33 地質分區不同崩塌量分級下之崩塌件數 57
表 34 地質分區不同崩塌量分級下發生百分比50%之累積雨量值 57
表 35 發生於累積雨量400公釐以下之大型崩塌事件 59


附錄目錄
附錄 一 研究區各雨量站引發崩塌之降雨事件累積雨量分布 65
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