台灣山區之降雨誘發山崩及山坡復育情形

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張柏毅(Bo-yi Chang) 查詢紙本館藏

畢業系所

應用地質研究所

論文名稱

台灣山區之降雨誘發山崩及山坡復育情形
(Rainfall-Induced Landslides and Vegetation Recovery in Taiwan)

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摘要(中)

本研究以台灣的沉積岩區、板岩區為主要研究區域，輔以集集地震250gal等震度線，將研究區域進一步劃分為北、中、南三個分區。在研究區域中選取適當的小集水區作為分析單元，使用降雨事件前後衛星影像測繪誘發山崩目錄，檢核降雨事件雨量資料，取得最大時雨量、最大3、6、9、12、24小時雨量、總雨量、平均降雨強度、降雨延時之雨量因子資料，分析降雨誘發山崩發生率與雨量因子之關係，繪製各雨量因子之崩壞比圖，並進行多雨量因子迴歸與殘餘值分析。
崩壞比代表該分析單元內降雨誘發山崩面積與該分析單元面積之比率。多雨量因子迴歸是藉由階段式迴歸之R2值變化，探討何種最少的雨量因子最適宜解釋山崩。殘餘值代表數據經過用模型配適後尚未被說明的或剩餘的部份。當殘餘值為正值，代表實際誘發的山崩比預測的山崩要來得多；殘餘值為負值，實際誘發的山崩比預測的山崩來得少。觀察山崩數量隨時間之變化可瞭解一地區受極端事件衝擊後山坡復育之大概情形。分析殘餘值隨時間之變化情形可更定量而無偏差的瞭解山坡復育變化。
本研究以最小平方法將資料進行線性一次迴歸，以降雨誘發山崩崩壞比值與各雨量因子作圖，發現各雨量因子R2值表現良好，崩壞比隨雨量增加而增加，並顯示總雨量為最佳的雨量因子，其在各研究區之R2值平均達0.87。迴歸線在橫軸的截距在本研究中被定義為誘發山崩的雨量門檻值，各研究分區雖無一致的崩壞比曲線斜率雨降雨門檻值，但同研究區域之相鄰分析單元崩壞比曲線斜率與降雨門檻值相近。殘餘值分析顯示在921集集大地震後，相近降雨事件誘發山崩崩壞比高於預期，但殘餘值有逐年下降的趨勢，顯示崩塌地正在復育中。

摘要(英)

This study chooses the sedimentary terrain and the slate terrain in Taiwan as the main research areas, and is complemented with the 1999 Chi-Chi Earthquake isoseismal line for further dividing the research area into three parts: the north, the middle, and the south parts. This study chooses appropriate small drainage basins as a study unit. Satellite images before and after rainfall event are choose to draw a rainfall-induced landslides inventory in each study unit. Rainfall factors, such as maximum hourly rainfall, maximum 3, 6, 9, 12, 24 hourly rainfall, total rainfall, average rainfall intensity, and rainfall duration, are used to analyze the relation between the probability of rainfall-induced landslides and the rainfall factors. Diagrams of landslide ratio to a rainfall factor are drawn. Multiple rainfall factors are also analyzed via multiple regression analysis.
Landslide ratio represents the ratio between areas of rainfall-induced landslides and area of the study unit. By observing the variation of R2 value in the mutiple regression, we can realize which combination of rainfall factors can best explain the landslides. Residuals represent the unexplained or remain of the data after regression. When the residuals are positive, it means there are more landslides than predicted, when the residuals are negative, it means the opposite. Through observing the amount of landslides varies in accordance with time, we can understand the general condition of the slope restoration in an area after being struck by an extreme event; while analyzing the variation of residuals in accordance with time allows us to understand the changes of the slope restoration in a more accurate and unbiased manner.
This research uses least squares method to conduct linear regression, and plot landslide ratio to rainfall factor diagrams. It reveals that each rainfall factor all shows good performance, as the landslide ratio increases with the rainfall and shows high value of R2. The total rainfall is shown to be the best rainfall factor, showing average R2 value reach 0.87 in each study unit. We defined the intercept of the regression line at the horizontal axis as rainfall threshold for landsliding. Although the landslide ratio curve and rainfall threshold are different in each study unit, but they are similar between neighboring units. The analyses of residuals in central Taiwan show that the landslide ratio of a similar rainfall event is higher than expected. But, the decline of residuals year by year may imply that the region is in the process of restoration.

關鍵字(中)

★ 降雨誘發山崩
★ 降雨門檻值
★ 復育
★ 淺層山崩
★ 沉積岩區
★ 板岩區
★ 集集地震
★ 崩壞比
★ 多雨量因子迴歸
★ 殘餘值
★ 淺層山崩

關鍵字(英)

★ rainfall-induced landslides
★ rainfall threshold
★ vgetation recovery
★ shallow landslide
★ sedimentary terrain
★ slate terrain
★ Chi-Chi Earthquake
★ landslide ratio
★ multiple regression analysis
★ Residuals
★ vegetation recovery

論文目次

中文摘要 I
英文摘要 II
致謝致謝 IV
目錄目錄 V
圖目圖目 VIII
表目表目 XIII
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 文獻回顧 1
1.3 研究架構與流程 6
第二章研究方法 9
2.1 研究區域劃分 9
2.2 分析單元及雨量因子選取 9
2.3 崩壞比分析 13
2.4 降雨門檻值分析 14
2.5 多變量分析迴歸 15
2.6 殘餘值分析 16
第三章資料蒐集與處理 16
3.1 資料蒐集 16
3.2 資料處理 24
第四章北部研究區分析成果 31
4.1 北部研究區概論 31
4.2 板岩區─研究區1號分析結果 31
4.3 板岩區─研究區2號分析結果 43
4.4 板岩區─研究區3號分析結果 54
4.5 板岩區─研究區4號分析結果 65
第五章中部研究區分析成果 76
5.1 中部研究區概論 76
5.2 沉積岩區─研究區5號分析結果 77
5.3 沉積岩區─研究區6號分析結果 88
5.4 沉積岩區─研究區7號分析結果 100
5.5 沉積岩區─研究區8號分析結果 112
5.6 板岩區─研究區9號分析結果 123
5.7 板岩區─研究區10號分析結果 134
5.8 沉積岩區─研究區11號分析結果 145
5.9 板岩區─研究區12號分析結果 157
第六章南部研究區分析成果 168
6.1 南部研究區概論 168
6.2 沉積岩區─研究區13號分析結果 169
6.3 沉積岩區─研究區14號分析結果 181
6.4 板岩區─研究區15號分析結果 193
6.5 板岩區─研究區16號分析結果 204
第七章討論 215
7.1 線性一次迴歸結果與前人研究結果比較 215
7.2 各研究區降雨門檻值 219
7.3 各研究區崩壞比曲線斜率 235
7.4 各研究區多雨量因子迴歸 245
7.5 各研究區多變量迴歸結果殘餘值分析 248
7.6 各研究區最佳迴歸結果殘餘值分析 252
7.7 特殊降雨事件 257
7.8 崩塌災害警戒 266
第八章結論與建議 267
8.1 結論 267
8.2 建議 267
參考文獻 270
附錄一衛星影像一覽表 275
附錄二各雨量站時雨量歷線圖 293
附錄三各降雨事件山崩分布圖 323

參考文獻

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指導教授

李錫堤(Chyi-tyi Lee)

審核日期

2013-7-29

推文