汶川地震引起的堰塞壩 指導教授:陳樹群 授課教授:詹勳全 報告學生:黃揮凱

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1 汶川地震引起的堰塞壩 指導教授:陳樹群 授課教授:詹勳全 報告學生:黃揮凱
Landslide dams triggered by the Wenchuan Earthquake, Sichuan Province, south west China 汶川地震引起的堰塞壩 指導教授:陳樹群 授課教授:詹勳全 報告學生:黃揮凱 Bulletin of Engineering Geology and the Environment  Volume 68, Issue 3 , pp Qiang Xu,Xuan-Mei Fan,Run-Qiu Huang, Cee Van Westen

2 大綱 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 結論 實例分析

3 此次地震引起了約256座的堰塞壩，本篇使用了32座的資料進行統計分析包含了分佈、特性、歸類以及風險評估。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 位於中國四川省西邊的龍門山斷層(longmenshan fault)在2008年5月12日發生了芮氏規模8.0的地震(汶川地震)並引起了山崩、土石流等等災害。 此次地震引起了約256座的堰塞壩，本篇使用了32座的資料進行統計分析包含了分佈、特性、歸類以及風險評估。 龍門山斷層包含 映秀北川 茂汶 斷層 這場地震是近100年來最嚴重的地震，引起了許多的山崩 泥石流等等 由於

4 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析
結論 chendu 成都 Pengzhou 彭州 seismic region地震區 Anxian 安縣

5 山地崩落產生的的影響可以分成兩部分，上游以及下游，Korup於2005年做了關於堰塞壩的風險研究並且建立一組關於堰塞壩的形成與崩解之模式。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 山地崩落產生的的影響可以分成兩部分，上游以及下游，Korup於2005年做了關於堰塞壩的風險研究並且建立一組關於堰塞壩的形成與崩解之模式。 我們將汶川地震所造成的32座堰塞壩，利用此模式去解釋

6 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析
結論 水流受壩或障礙物所阻擋而提高其上游水面之作用。  

7 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 Costa和Schuster於1991年發表了一篇調查報告，他們藉由大量資料分析全球135個重要堰塞湖，發現約有90%的堰塞壩，由暴雨、暴雪、地震所引起，剩下的其中一些由火山作用而引發。 全球135 個重要堰塞湖的成因(Schuster and Costa, 1986)

8 如同上面所提到的，汶川地震總共引起了256座堰塞壩，但由於資料取得的難度，所以只獲得了32座的資料進行分析。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 如同上面所提到的，汶川地震總共引起了256座堰塞壩，但由於資料取得的難度，所以只獲得了32座的資料進行分析。 堰塞壩的分類:根據Costa和Schuster1988年所提出的分類堰塞壩可分為6種類型。

9 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析
結論 Type I dams which do not span the valley from side to side Type II dams which do span the valley and may run up the opposite slop Type III dams which span the valley and, in addition, move considerably up and down the valley; Type IV dams which are formed by contemporaneous failures from both valley sides, followed by frontal or slide contact between the two masses; Type V dams which are caused by multiple lobes of a given landslide; Type VI dams which occur when the failure surface(s) extend(s) under the stream bed, which is then raised when the landslide moves 一.上述六種堰塞壩的分類，一次崩塌可以包含多種類型。

10 二.堰塞壩的破壞機制是十分複雜的，在這篇文章中作者將堰塞壩的破壞機制分成3種類型分別為
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 二.堰塞壩的破壞機制是十分複雜的，在這篇文章中作者將堰塞壩的破壞機制分成3種類型分別為 1.溢流破壞(overtopping) 2.坡面滑動破壞(slope failure) 3.壩體管湧破壞(piping) 堰塞湖破壞係由溢流、壩體邊坡不穩定或溯源沖刷所引致。 [1] 壩頂溢流破壞：依據Schuster(1995)統計，壩頂溢流破壞 是堰塞湖天然壩破壞之最主要因素。當壩體入流量大於滲流量時，湖水位將不斷升高，終致水位超過壩頂而溢流。溢流之洪水將沖刷壩頂與壩體下游邊坡，使得壩體不斷變薄、變低。 [2] 邊坡失穩破壞：壩體有較高透水性、較低強度時，雖水位上昇快速，流水亦隨之往下游及上方發展，當水位達一臨界值，壩體自身將產生一滑動面，於是驟然滑動潰決。 [3] 管湧破壞：若天然壩壩體有較高之滲透性，在水位顯著上前即有滲流水出現在壩體下游坡面。如土體強度不足，則滲流水出現時將發生部份壩體滑動流失。隨著時間進行，滑動面將朝向上游發展，直至壩頂而潰決。 ：22%的堰塞壩在形成一天以內潰決；10天內潰決的有50%；83%會 在半年內潰決；1年內潰決者佔91%。因此可以認為絕大部分天然壩最終皆 會因某些條件失衡而潰決。另

11 Nearly all the landslide dams shown in Table 1 belong to
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 HD:堰塞壩高 VD:堰塞壩體積 VL:堰塞湖最大容量 Nearly all the landslide dams shown in Table 1 belong to Type II and III, while only one is identified as Type IV. Costa and Schuster (1988) also concluded that Types II and III are the most common worldwide 以較易取得的資料進行分析

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13 可以看到1-7號左右 都是PIPING 其他都是OVERTOPPING

14 圖中堰塞壩統計與分析，所選擇的資料為上述的32座壩
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 圖中堰塞壩統計與分析，所選擇的資料為上述的32座壩 壩體集中度(N):定義為距離斷層 X KM之半徑1KM內有的堰塞壩數量 如果沒有使用特別的公式用對數回歸市較準確的

15 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 在汶川地震後產生的256座堰塞壩，經由DEM(digital elevation model)分析，有43%的壩位於映秀-北川斷層(Yingxiu–Beichuan) Epicenter 震央

16 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 堰塞壩的型態、組成和破壞形式之分析 在圖表中大部分的堰塞壩都屬於第二型或者第三型、Costa and Schuster也認為在世界上這兩種類型是最多的。 透過地面調查以及航拍資料，類型二和類型三都發生在高速的土石崩塌且通過狹窄的河谷

17 堰塞壩的組成物質對於壩體的壽命、穩定性、以及破壞形式占了很大的因素，壩體的組成可以分成4種種類
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 堰塞壩的組成物質對於壩體的壽命、穩定性、以及破壞形式占了很大的因素，壩體的組成可以分成4種種類 包含50%以上的土壤和岩石碎片，其粒徑為20-200mm 包含50%以上土壤和岩石碎片，還有一些石塊(大於200mm) 包含50%以上石塊但土壤、岩石碎片很少 包含石頭和石塊，石頭和石塊粒徑都大於200mm

18 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 堰塞壩的風險分析 關於壩體的風險分析，現在已經有許多的方法，Aleotti和Chowdhury做了些有關於崩塌的回顧並且詳細說明了崩塌的潛感性以及危險性評估，然而在緊急時刻必須快速的做出規劃和適當的緩解措施以減少風險，一些專家提出了一些看法，可以快速的評估堰塞壩的危險

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20 唐家山堰塞壩位於北川縣湔江的上游，他是在汶川地震中產生的最危險的堰塞壩，壩頂沿著山谷延伸了600M-800M。壩的高度為82-124M。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 唐家山堰塞壩 唐家山堰塞壩位於北川縣湔江的上游，他是在汶川地震中產生的最危險的堰塞壩，壩頂沿著山谷延伸了600M-800M。壩的高度為82-124M。

21 唐家山的堰塞壩是由岩石滑落所成，估計當時以10m/s的速度落下，堰塞壩類型屬於第一種和第二種的綜合。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 唐家山的堰塞壩是由岩石滑落所成，估計當時以10m/s的速度落下，堰塞壩類型屬於第一種和第二種的綜合。 大壩基本上具有三層結構，頂層是由碎裂土壤和岩石，中間主要以較大的石塊(2-3M)和石頭( M)所組成，底層是風化的地層 頂層和中間層 包括約10 ％的巨石， 60 ％塊， 20 ％ 破碎的岩石和10％的土壤。因此，底部 層相對更鞏固和具有較低的滲透性 比中部和頂部層。 non completely disintegrated strata 非完全崩解的土層 grayish black gravel and fine sand 灰黑色的碎石和細砂 Inner boundary of different layers不同層的內邊界

22 中國官方決定以人工溢洪道的方式紓緩潰壩的洪水危險，總共花了7天6夜的時間完成了溢洪道並且成功了釋放了大量的水
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 中國官方決定以人工溢洪道的方式紓緩潰壩的洪水危險，總共花了7天6夜的時間完成了溢洪道並且成功了釋放了大量的水 在下游的堰塞壩會被上游所影響，在這次唐山壩利用人工溢洪道排出大量的水，但也使下游有7座較小的堰塞壩損壞 切削; 廢料, 廢金屬

23 1.整理了受到汶川地震所引起的堰塞壩256座，並且有32座有詳細資料。
地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 1.整理了受到汶川地震所引起的堰塞壩256座，並且有32座有詳細資料。 2.利用統計分析，可以得知堰塞壩的分布，類型，特性，和風險分析，且在斷層附近的堰塞壩有著很高的集中度 3.Costa和Schuster把堰塞壩分為6種種類，並且在本篇中的壩體潰決有75%都是溢頂型潰決。 4.雖然風險分析的結果可能未必完全準確，但他們對於事件的狀況依然是十分有用，特別是在緊急狀況下。

24 地區介紹 崩塌資料庫 堰塞壩的統計與分析 實例分析 結論 報告結束 感謝聆聽