Update time: 2011.02.22

 

SOIL AND WATER RESOURCE CONSERVATION LAB.

位於環太平洋地區的國家,每年因為豪雨而產生的土砂災害屢見不顯,導致莫大的生命財產損失,因此如何提高其發生時刻‧地點的預測精度,是刻不容緩的課題,其直接影響到警戒或疏散發佈時機的判斷。特別是在台灣,森林坡地不但是國土面積中相當大的部分,也是土砂災害多發的地區,如何釐清土砂災害發生機制,並特定潛在危險地區、制訂土砂災害危險地圖,更是國土規劃上不可忽略的一環。

 

EFFECTS OF FORESTS ON SLOPE STABILITY AND HYDROLOGICAL PROCESSES

我們過度期待森林在土砂災害抑制上的功能嗎?

相當多的研究探討森林在崩塌抑制上的公益功能,其中樹木根系的穩固土壤功能受到很大的期待,那是因為根生長或侵入土壤滑動面‧破壞面可以補強土壤抗剪斷力。然而對於幼齡林或是淺根系的樹種來說,根系的生長最多只達到 1 公尺深左右,也就是說根系的抑制崩塌效果只侷限於淺層土壤中。再者,幹流有透過根系快速滲透到土壤深層的特性,並因此導致基岩面上局部飽和帶的形成。基岩面上飽和帶的形成不僅影響逕流或是地下水涵養,同時也是預測坡地淺層崩塌時間地點的重要情報。因此,考量根系的正面效果以及樹幹流的負面效果,就邊坡穩定及坡地水文過程的觀點上,森林公益功能有再評估的需要。

 

HYDROLOGICAL PROCESSES AND SLOPE FAILURE DYNAMICS ON FORESTED HILLSLOPES

怎樣的狀態下會導致坡地崩壞?

因豪雨而引起的坡地土砂崩壞現象是水文學以及土壤力學的複合問題。隨著雨水滲透,土壤自重的增加以及土層破壞面‧滑動面上飽和帶的形成,降低了土壤的抗剪斷力。因此為了闡明坡地土砂崩壞的發生機制,不能單靠降雨或地表資料,土壤水分舉動以及坡地崩壞動態的資訊是不可或缺。但至今為止,崩壞發生時的土壤水移動方向、飽和‧未飽和帶的分布等等的土壤水分舉動以及坡面變位、沈降等等的坡地崩壞動態還未被釐清,崩壞發生時坡地水文的狀態依然不明,如何得到崩壞發生時的土壤水分舉動以及坡地崩壞動態相關資料,是當今坡地崩壞研究者所致力的課題。

 
NUMERICAL MODELS FOR SPATIOTEMPORAL PREDICTIONS OF SLOPE FAILURE

該如何準確地預測土砂災害發生的時間‧地點?

傳統的水文模式中,很少考量到因樹木的存在所造成的不均一性,因此常常無法再現實際上的雨水滲透過程。隨著坡地水文研究以及數值計算手法的發展,強調坡地物理性之數值模式有所突破,近年已由一次元、二次元擴張到三次元的空間尺度,並且由常定狀態發展到可以模擬非常定狀態的時間尺度。因此,未來數值模式勢必朝著高空間‧時間尺度的方向發展,並強調物理過程的再現,以達到預測可變未來的目標。


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