降雨引發坡地淺崩塌風險評估模式之建立與應用

Abstract

坡地崩塌是造成大規模公共災害或水庫淤積重要原因之一，以無限邊坡理論建立之嚴謹數值模式已廣泛地應用於崩塌預測或坡地治理策略之擬訂中。然肇因於地質參數不確定性之存在，可能導致定率(deterministic)數值模式並無法準確模擬坡地真正之崩塌潛勢。 本論文以Tsai and Yang (2006)所發展之「降雨引發坡地淺崩塌評估模式」為基礎，在考慮地質參數(包含水力傳導係數、凝聚力、摩擦角與土壤飽和單位重等)之不確定性並假設安全係數(factor of safety為常態分佈後，進一步利用一階二次矩法(first-order second-moment method)建立序率(stochastic)之「坡地崩塌風險評估模式」，以評估降雨過程中邊坡穩定可靠度(reliability)之變化。 在風險評估模式建立完成後，本論文以虛擬之案例配合蒙地卡羅模擬(Monte Carlo simulation)測試模式建立方法之合理性。依據案例測試結果，無論地質參數之不確定性程度為何，安全係數皆可合理地假設為具有常態分佈之特質，且風險評估模式與蒙地卡羅模擬所計算之邊坡穩定可靠度差異很小，顯示本論文利用一階二次矩法建立風險評估模式之合理性。 模式測試後，本論文將其應用於石門水庫集水區中之砂崙仔區域，並以民國93年艾利颱風之降雨為條件，評估該地區之邊坡穩定可靠度隨降雨過程之變化與分佈。依據模擬結果，在鄰近河道處仍有局部之坡地具有相當高之破壞機率，應加強此處之坡地治理工程以避免加劇庫區之淤積。而應用結果亦顯示，本模式能輔助決策者依據各地區不同之邊坡穩定可靠度，擬定更有彈性與合理之坡地治理策略。