授課教授:鄭皆達 老師 學號: 報告人:陳則佑

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1 授課教授:鄭皆達 老師 學號:79842019 報告人:陳則佑
Modeling regional initiation of rainfall-induced shallow landslides in the eastern Umbria Region of central Italy Landslides (2009) 3: Diana Salciarini ． Jonathan W. Godt ．Pietro Conversini ． Rex L. Baum ． John A. Michael 授課教授:鄭皆達 老師 學號: 報告人:陳則佑 老師、同學大家好 我今天要報告的題目是 Modeling regional initiation of rainfall-induced shallow landslides in the eastern Umbria Region of central Italy

2 前言 本文使用TRIGRS方法在義大利中部探討降雨誘發淺層崩塌；本文首先會先描述研究區域概況，然後進行說明TRIGRS模式的基礎理論大綱，最後將結果驗證並討論，本研究是否可以利用TRIGRS模式在缺乏完整的參數下，應用在淺層崩塌潛感地區。 構成土壤的原材料叫做母質。它包括：風化的原始基層巖；次要的從其他地點運來的輔助材料，如崩積層和沖積層；沈澱物已存在 ，但在其它方式混合或改變-舊土壤形成，包括泥炭或高山腐殖質的有機物；人為的材料，如垃圾填埋場或礦物廢料。 [11] 少量土壤直接地底巖破裂形成。這些土壤通常被稱為“殘積土”，並與他們的母質有大致相同的化學性質。

3 地理位置 地形 本試區位於義大利中部地區亞平寧山脈東部烏布瑞亞的山腰上，此地區經常發生土石流和淺層崩塌，該區山的海拔高度為300到1300m，底岩主要為石灰石和泥灰岩居多厚度約為2200m土壤為崩積土和碎石堆 該區具有大量的破碎岩層。 雨量站、水位監測站、城鎮、交通道路、河道

4 雨量資料 月降雨量 69.13~79.68mm 日降雨量 該區年雨量為830~944mm/year最大降雨為11月、12月，最小降雨為6月、7月63.16~78.68 最大當日降雨量為22.77~27.63 22.77~27.63mm

5 雨量資料 編號 日期(年/月/日) 累積雨量(mm) 地形變化 1 1996/11/20 31.2 輕微淺層崩塌和 土石流 2
The landslide inventory map and historical rainfall for the study area 該區發生崩塌和土石流平均海拔高度為800m，平均坡度為25~30度，沖積扇沉積物約為3000~16000m3 圖6 為最初崩塌資料 風暴錄得Forsivo雨量計 2月10日1999年（圖 7）的特點也顯著降雨集中在小面積（瓦洛迪挪拉雨量計，約 10公里，已記錄的雨量）。 因此，這個暴雨期間，大約四十一毫米的雨量在16個小時，是一個“極端情況”的翁布里亞地區，可能是有用的類型降雨 編號 日期(年/月/日) 累積雨量(mm) 地形變化 1 1996/11/20 31.2 輕微淺層崩塌和 土石流 2 1999/2/10 40.4 3 1999/4/17 23.4 4 2000/8/31 28.4

6 山崩目錄圖和基本資料介紹 舊崩塌直徑50m 網格大小(5m*5m)

7 山崩目錄圖和基本資料介紹 土壤 主要為崩積土和碎石堆 地質 主要為石灰石和泥灰岩，且具有大量的破碎岩層 海拔高度 300m~1300m

8 TRIGRS原理與方法 TRIGRS 為美國地植調查局 於2002 年4 月所提出，根據理查方程式（Richards equations）之解析解，可估算不同時段的降雨入滲導致孔隙水壓上升的變化，去判斷該區之穩定性。 這是TRIGRS的入滲模組 圖八、TRIGRS概念上的描述(after Iverson 2000;Godt 2004) TRIGRS水文模組基本上解決線性從理查方程式(Iverson 2000; Baum et al. 2002; Savage et al. 2003, 2004). 方法適合飽和或近似飽和之情況下 概念上的描述陡坡傾向為為α角受到時間變化表面滲透I，張力飽合地區水位深度dwt，垂直下面的基礎面。 圖八也顯示坡正常一致z。 我們定義Z=z cosα在垂直一致 邊坡穩定計算利用無限邊坡模式(崩塌長度和寬度厚度很小) 當FS>1無限邊坡為穩定，在限制平衡下當FS=1 和FS<1表示為不穩定狀態 以此方式深度Z(特定的時間t ，FS到達1將崩塌深度誘發 Φ = 土壤摩擦角 C’ = 有效凝聚力 Ψ = 在不同時問t在Z深度的孔隙水壓 dlb = 深度不能滲透到最下面的邊界 γW =水的單位重 γS =土的單位重。

9 三維之理查控制方程式 Ψ = 壓力水頭 Θ = 體積含水量 α = 坡角 KL = 橫向(x和y)之水力傳導係數 KZ = 垂宜坡面方向之水力傳導係數 假設降雨延時遠小於孔隙水壓在xy方向傳輸時間可將Eq. (2)簡化成一維垂直入滲別方程式： D0 = Ksat/C0 Ksat = 飽和水力傳導係數 D0 =飽和水力擴散率 C0 =土壤最小之含水量 D1 = D 0/cos2 α Z= z/cos α Z =鉛直方向 z =垂直坡面方向 假設土壤為飽和的情況，並將垂直坡面入滲方向轉成鉛直入滲方向，可將Eq. (3)簡化整理可成Eq. (5)：

10 TRIGRS的入滲模組 為了解決邊坡在地表下有限深度可能出現不透水層之情況，Baum et al. 延伸原方程式所得到之解析解如下：

11 結果與討論 一般來說輸入TRIGRS邊坡地形可以利用DTM取得土壤的力學和水文性質，但在大多數情況下，要取得完整的土壤性質和土壤厚度不太容易，因此本文利用兩種不同的假設去模擬TRIGRS的參數。 假設(一) 將單一參數套入試區 zone 凝聚力 摩擦角 土壤單位重 水力傳導度

12 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區
假設(二) 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區 崩積土和沖積土 zone

13 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區
假設(二) 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區 無活動性的崩塌土

14 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區
假設(二) 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區 泥土岩

15 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區
假設(二) 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區 碳酸岩

16 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區
假設(二) 將參數利用地形與地質分成五大類，套入整個試區 高凝聚力的出露岩

17 土壤厚度 利用最低深度dlb和坡度α關係建立此圖 地下水位高度 假設水位深度dwt和土壤厚度dlb為固定百分比
(dwt-dlb)/dlb * 100%，本文先以水位深度為25%的 土壤厚度來模擬

18 假設(一) dwt=25%dlb 模擬前 模擬後 將整個試區都使用同一種參數去分析，地下水深度為土壤厚度的百分之25 圖12 第一種分析
這是利用1999年2月10號16小時模擬紅色為FS<1的區域 藍色為舊崩塌地 顯示估計值可能過高 第一種是將整個區域用同一種參數 ，參數的取得來自前人的實驗數據(Paccara, personal communication, 1999; Lemmi, personal communication,2002) 參數 因為參數都 dwt=25%dlb

19 假設(一 dwt=25%dlb 模擬前 模擬後 將整個試區都使用同一種參數去分析，地下水深度為土壤厚度的百分之25 圖12 第一種分析
這是利用1999年2月10號16小時模擬紅色為FS<1的區域 藍色為舊崩塌地 顯示估計值可能過高 假設(一) 如圖顯示有明顯的估計過高的現象，可能是低強度的參數落在於陡峭的岩壁上 所以假設(一)並不適用 dwt=25%dlb

20 假設(二) 預測結果利用定量的方法將崩百分比算出來例如第二種分析方法圖A，有44個崩塌TRIGRS有33個是正確預測 因此一致性是78.5 。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。 dwt=25%dlb 模擬前 模擬後

21 OK 假設(二) dwt=25%dlb 模擬前 模擬後
預測結果利用定量的方法將崩百分比算出來例如第二種分析方法圖A，有44個崩塌TRIGRS有33個是正確預測 因此一致性是78.5 。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。 dwt=25%dlb 模擬前 模擬後

22 假設(二) 預測結果利用定量的方法將崩百分比算出來例如第二種分析方法圖A，有44個崩塌TRIGRS有33個是正確預測 因此一致性是78.5 。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。 dwt=0%dlb 模擬前 模擬後

23 假設(二) 預測結果利用定量的方法將崩百分比算出來例如第二種分析方法圖A，有44個崩塌TRIGRS有33個是正確預測 因此一致性是78.5 。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。 dwt=50%dlb 模擬前 模擬後

24 假設(二) 預測結果利用定量的方法將崩百分比算出來例如第二種分析方法圖A，有44個崩塌TRIGRS有33個是正確預測 因此一致性是78.5 。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。 dwt=100%dlb 模擬前 模擬後

25 整個研究區域有多少預測不穩定的地區百分比
水位高度 整個研究區域有多少預測不穩定的地區百分比 模擬結果與舊崩塌 的一致性百分比 3倍 為了可以比對預測的百分率，本文將TRIGRS模擬結果量化可以明顯的確的做比較量 Table 3 分析了協議的情況下TRIGRS這些初步預測地下水位深度與淺層滑坡的庫存。結果列於表3和圖所示。 圖18 例如，在圖。第14A條的42個盤存淺山體滑坡，有33個是正確預測 TRIGRS。因此，該協議是78.5％。出發以同樣的方式，有82.3％和78.7之間的協議滑坡庫存和TRIGRS結果Fig。第14B，C分別。

26 水位深度 誤報 漏報 總錯誤 False positives False negatives

27 結論 本研究的模擬顯示結果與山崩目錄圖比對在合理的範圍內具有80%的一致性，儘管有些高估和有些淺層崩塌沒有預料到的；這可能是由於對當地情況不明確，需要更詳細的調查研究區域，將有助於改善TRIGRS結果，然而本研究的估計參數結果使用似乎是有助於山崩災害初步的評估。

28 謝謝聆聽