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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:王藝潔
研究生(外文):Wang, I-Chieh
論文名稱:應用不同參數分區及山崩重現率評估降雨引致淺層崩塌之研究
論文名稱(外文):Using Different Parameter Zonings and Recurrence Rate of Landslide to Evaluate Rainfall Induced Shallow Landslide
指導教授:簡連貴簡連貴引用關係
指導教授(外文):Chien, Lien-Kwei
口試委員:林德貴劉哲欣
口試委員(外文):Lin, Der-GueyLiu, Che-Hsin
口試日期:2016-06-17
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:142
中文關鍵詞:淺層崩塌小集水區保全對象重現率修正成功率指標TRIGRS模式不同參數分區
外文關鍵詞:Shallow LandslideTRIGRS ModelRecurrence RateDifferent Parameters ZoningsSmall-Scale CatchmentProtected TargetsModified Success Rate
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受到劇烈氣候變遷影響,台灣近年來之極端降雨事件越來越頻繁,面對極端降雨漸漸轉變成常態性的大量降雨,越來越地多的天然災害我們無法完全地避免。本研究希望利用有別於過去所使用之統計方法,只考量到過去所發生歷史災害的經驗,而忽略隨時在改變的現地狀況如坡度、河道分佈等地理環境條件,先從山區土壤物理特性的角度切入,考量各地區實際的現地土壤物理狀況,應用 TRIGRS 模式針對土壤做邊坡穩定分析,以定率分析方式提出使用不同參數分區模擬坡地淺層崩塌的災害情形,具有研究創新及重要性,可供國家防救災中心、地方指揮官及民眾做災害預警使用,以達到在災害發生時即早撤離的用意,確保人民生命財產安全及減少災害損失。
  本研究針對蘇迪勒颱風受災區之烏來地區做為研究區,使用地質分區、行政區分區、小集水區分區以及保全對象分區等不同參數分區,並以小集水區及保全對象分區之參數區劃設及其成果展現,地質及行政區分區為比較用之對照組,探討不同參數分區之適宜性;採用美國USGS所發展之TRIGRS模式進行邊坡穩定模擬,使用烏來地區之岩屑崩滑分布及北北基地區48小時之設計雨型進行烏來地區的地質物理參數建立及率定;再使用蘇迪勒颱風雨量進行參數校驗,並評估四種不同參數分區其安全係數變化情形以及安全係數降至小於1時之模擬時間;最後使用誤差矩陣以及修正成功率指標對研究成果進行量化評估。
  經由率定及校驗的案例成果顯示,使用保全對象分區可成功保留最長的應變時間,而量化結果後可看出小集水區在設計雨型及蘇迪勒颱風下分別得到總正確率91.94%及88.71%,使用保全對象分區在設計雨型及蘇迪勒颱風下則是分別得到總正確率86.34%及92.69%;而修正成功率指標MSR在小集水區則分別為88.71%及79.91%,保全對象分區為71.49%及72.55%。與對照組比較可顯示出本研究所提出之小集水區及保全對象分區兩種參數區對於研判降雨引致淺層崩塌有顯著的成效,可以提供颱洪期間防災應變時之重要參考。

Under the influence of climate change, extreme rainfall events with high intensity and long duration frequently occurred in Taiwan area. Facing the extreme rainfall gradually transformed into a normality rainfall, more and more natural disasters that we cannot completely avoided. In past, by use of statistical method which only considerate experience of what happened in the past history of disasters, while ignore at the situation of slope is always changing, such as slope, geographical and environmental conditions like river channel distribution. This study starting from the perspective of soil physical properties, fully considerate the actual situation of the existing soil physical area, then use TRIGRS model for slope stability analysis by running four different parameter zonings to simulate shallow landslide.
  In this study focuses on Wulai area which is severely affected by Soudelor Typhoon, and uses four different type of parameter zonings such as geological, administrative zone, small-scale catchment and protected targets. The result is emphasized on small-scale catchment and protected targets, Geological and administrative zone are for compared group to discuss the suitability of all different parameters zonings. The simulation of slope stability is using TRIGRS model which developed by USGS of US, and design and calibrate the geophysical parameters with the distribution of debris slide in Wulai area and the 48 hours’ design rainfall pattern. After that, using the rainfall of Soudelor Typhoon to verify the parameters, and evaluate the factor of safety of four different parameter zongins as well as the simulation time which the factor of safety from begin to less than 1. Finally, using the error matrix and the MSR (Modified Success Rate) to quantify the results of research.
  Through the cases of calibration and verification show that use the protected targets zone can be successfully retained the longest disaster management time. And the total accuracy of the small-scale catchment zone under design rainfall pattern and Soudelor Typhoon are 91.94 % and 88.71%, and the protected targets zone are 86.34% and 92.69%. The MSR of small-scale catchment zone under design rainfall pattern and Soudelor Typhoon are 88.71% and 79.91 %, and the protected targets are 71.49% and 72.55%. Compared with the different parameter zonings may exhibit that small-scale catchment zone and the protected targets zone have significant results of simulate shallow landslide, which can provide important reference for government agencies of hazard mitigation.

摘要 I
Abstract II
目錄 III
圖目錄 V
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 3
1.4 研究內容 4
第二章 文獻回顧 5
2.1 崩塌機制探討 5
2.2 崩塌型態分類 6
2.3崩塌災害分析方法 12
2.4 TRIGRS 模式之相關應用 14
2.5 舊崩塌地擴大機制探討 16
2.6 小結 18
第三章 研究區域之模式參數與不同參數分區研析 19
3.1 TRIGRS 模式簡介 19
3.1.1 模式理論 19
3.1.2 入滲模組 20
3.1.3 入滲與逕流演算模組 23
3.1.4 邊坡穩定模組 24
3.1.5 模式特性 25
3.1.6 模式限制 26
3.2 研究區域模式之參數分析 26
3.2.1 土壤坡度 28
3.2.2 土壤厚度 29
3.2.3 地表流向 32
3.2.4 地下水位深度 33
3.2.5 土壤參數分析 36
3.3 研究區域概述 43
3.3.1 研究區域簡介 43
3.3.2 研究區域崩塌情形 45
3.3.3 研究區域災損現勘 46
第四章 TRIGRS模式不同參數分區與地質參數敏感度評估 55
4.1 模式之不同參數分區 55
4.1.1 地質分區 55
4.1.2 行政區分區 58
4.1.3 小集水區分區 59
4.1.4 保全對象分區 67
4.2 率定情境概述 73
4.2.1 TRIGRS模式之邊坡穩定執行流程境概述 73
4.2.2 率定使用之設計雨量 75
4.2.3 地質參數敏感度分析 77
4.3 參數適用性評估案例 82
4.3.1 參數適用性評估案例颱風簡介 82
4.3.2 參數適用性評估案例颱風雨量資料 83
第五章 不同參數分區之成果分析及探討 85
5.1 模式參數率定 85
5.1.1率定條件 85
5.1.2率定情境 88
5.1.3率定結果 90
5.1.4小結 99
5.2 參數適用性評估驗證 100
5.2.1 驗證情境 100
5.2.2 驗證結果 101
5.2.3 小結 109
5.3 模式結果評估 113
5.3.1 評估情境 113
5.3.2 評估方式 116
5.3.3 評估結果 117
5.4 結果討論 119
5.4.1 颱風特性 119
5.4.2模式結果 121
5.5 建立崩塌案例操作參考準則 123
第六章 結論與建議 125
6.1 結論 125
6.2 建議 126
參考文獻 129
附錄一 各參數區參數值 133
附錄二 研究區各參數分區安全系數歷時變化 139

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