Title

公路邊坡與土石流防災之監測技術盤點與展望

Translated Titles

The Review and the Future Development of the Monitoring Technology of Roadway Landslide and Debris-Flow Hazards Mitigation

DOI

10.6845/NCHU.2015.01168

Authors

廖森立

Key Words

光纖感測系統 ; 光纖光柵感測器 ; 土石流 ; 地聲檢知器 ; fiber optic sensing system ; Fiber Bragg Grating sensor ; debris-flow ; geophone

PublicationName

中興大學土木工程學系所學位論文

Volume or Term/Year and Month of Publication

2015年

Academic Degree Category

碩士

Advisor

林炳森;張偉哲.

Content Language

繁體中文

Chinese Abstract

透過各學術單位的努力,多年來國內邊坡與土石流防災監測系統研究發展﹐已建置相當成果,並實際運用於防災預警工作。從最初監測系統人工操作,半自動化,及至自動化感測記錄傳輸系統,各種監測系統運用原理不同,所欲達成的監測目的亦有差異,各種監測系統成果仍待有效整合﹐以適時做最佳化的運用。 本研究先就國內外已有監測成果做文獻回顧,再舉相關公路邊坡及土石流監測案例做各種物理量盤點﹐剖析各種監測方法差異性。監測方法分為人工記讀,半自動或全自動監測,監測系統則包含感測器單元、傳輸單元、資料擷取單元及資料儲存分析單元,傳統上監測易致災地點之雨量、應力、位移等資料,係以人工定期記讀監測,惟受限天候不良或交通不便因素,監測資料並無法即時獲得。透過多年學術研究成果,目前已建置開發WSN(Wireless Sensor Network)系統,光纖感測系統(主要裝置為光纖光柵感測器) ,土石流地聲光纖檢知器,相關監測案例成果將做分析介紹。 在整合各種研究成果並解讀各種監測系統特性後﹐提供各研究賢達初淺之研究建議﹐希冀在未來有更佳效能的監測系統呈現,俾便普遍運用於國內公路邊坡及土石流防災監測,精進防災預警工作。

Topic Category 工學院 > 土木工程學系所
工程學 > 土木與建築工程
Reference
  1. 6.Varnes, D.J.,Landslide: Analysis and Control, National Academy of Scienecs, Washington,pp.11∼33,(1978).
    連結:
  2. 7.Hoek,E. and Bray, J.W., 1981, Rock Slope Engineering, E&FN Spon, New York.
    連結:
  3. 12.Berti, M., Genevois R., La Husen R.,Simoni A., and Tecca P.R., ”Debris Flow Monitoring in the Acquabona Watershed on the Dolomites (Italian Alps),” Physics and Chemistry of the Earth(B), Vol.25,No.9,pp.707-715 (2000).
    連結:
  4. 13.Berti, M., Genevois R., Simoni A., and Tecca P.R.,”Field observations of a debris flow event in the Dolomites,” Geomorphology, Vol.29, No.3-4, pp.265-274 (1999).
    連結:
  5. 14.Hürlimann M., Rickenmann D., and Graf C.,”Field and monitoring data of debris-flow events in the Swiss Alps,” Canadian Geotechnical Journal. 40:161-175 (2003).
    連結:
  6. 22.丁聿杉,現地土石流地聲光纖感測系統之發展與應用,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文,(2010)。
    連結:
  7. 23.Kamai, Toshitaka(1998) , ″ Monitoring the process of ground failure in repeated landslides and associated stability assessments ″, Engineering Geology ,Vol.50,N.1-2,p 71-84,.
    連結:
  8. 28.Huang, S. L., and Yamasaki, K.,“Slope Failure Analysis Using Local Minimum Factor-of-Safety Approach,” Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, Vol. 119, No. 12, pp.1974-1987,(1993).
    連結:
  9. 34.李昊哲,「簡易坡地自主安全管理系統建立之研究」,中原大學土木工程研究所,碩士論文,桃園,(2005)。
    連結:
  10. 40.行政院農委會水土保持局,水土保持手冊/行政院農委會水土保持局及中華水土保持學會編印,2005。
    連結:
  11. 41.科穎科技有限公司,「紅外線熱像測溫分析系統」,2011。
    連結:
  12. 42.方世杰,「阿里山公路邊坡崩壞特性調查與崩壞潛能評估模式建構之研究」,國立成功大學土木工程研究所,2009。
    連結:
  13. 45.李璟芳、張守陽、林智平,「紅外線熱影像應用於土石流監測之可行性研究」,中華水土保持學報,2004。
    連結:
  14. 46.吳玉洺,「使用紅外線熱影像之乳癌分類評估」,中原大學醫學工程研究所,2008。
    連結:
  15. 47.吳秉晃,「集集地震後阿里山地區公路邊坡之崩壞行為與熱影像特性研究」,國立成功大學土木工程研究所,2002。
    連結:
  16. 48.林琮文,「堰塞湖誘發原因對壩體類型影響之研究」,國立中興大學水土保持學系,2010。
    連結:
  17. 51.施翔蓉,「甲狀腺疾病的偵測記錄、療效預測與預後評估:遠紅外線熱影像與細胞影像分析」,國立台灣大學醫學工程學研究所,2012。
    連結:
  18. 52.施國欽,「岩石力學」,文笙書局,1999。
    連結:
  19. 53.莊鴻志,「紅外線熱影像儀於製程電氣設備預知維護研究-以某印刷電路板廠為例」,國立交通大學工學院碩士在職專班產業安全與防災組,2010。
    連結:
  20. 55.漿聖文,「岩石熱力學與力學性質之研究-以三種岩石三為例」,中國鑛冶工程學會,2008。
    連結:
  21. 57.張晉銘,「紅外線熱影像技術檢測混凝土結構物水膠比與水灰比」,屏東科技大學土木工程學系,2011。
    連結:
  22. 59.陸懋宏,「紅外熱成像系統」,國立交通大學光學工程學系,1985。
    連結:
  23. 65.藍棟彥,「利用紅外線熱影像探討建築缺陷的溫度變化-使用層集多重分類法」,朝陽科技大學營建工程學系,2009。
    連結:
  24. 69.Vargas J.E., Velloso R., Chavez L., Gusmio L., Amaral C., "On the effect of thermally nduced stresses in failures of some rock slopes in Rio de Janeiro, Brazil." International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 61, pp. 196-211, 2013.
    連結:
  25. 70.Baron I.,Betkovskf D.,Miial L.,"Application of infrared thermography for mapping open fractures in deep-seated rockslides and unstable cliffs",Landslidpa 16 on.265-275, 2012
    連結:
  26. 71.Clark M.R.,McCann DM,Forde M.C.,"Application of infrared thermography to the non-destructごe testing of concrete and masonry bridges”,NDT International 36, pp.265-275,2003.
    連結:
  27. 73.Gunzburger Y.,Merrien-Soukatchoff V.,Guglielmi Y.,Influence of daily surface temperature fluctuations on rock slope stability: case study of the Rochers de Valabres slope (France)”,Rock Mechanics & Mining Sciences 42, pp.331-349, 2004
    連結:
  28. 76.Julian M.,Anthony E.,"Aspects of landslide activity in the Mercantour Massif and the French Riviera, southeastern France",Geomorphology 15, pp.275-89, 1996
    連結:
  29. 77.Moore J.R.,Gischig V.,Katterbach M.,Loew S.,"Air circulation in deep fractures and the temperature flield of an alpine rock slope." Earth Surf Process Landforms 36, pp.1985-1996,2011
    連結:
  30. 78.Lichard D..Hudson J.R.," Infrared System Engineering", John Wiley & Sons Inc, pp.159-166, 1969.
    連結:
  31. 1.廖瑞堂,山坡地護坡工程設計,科技圖書,(2001)。
  32. 2.林耀煌,〝名詞解說專欄〞,期別7 ,地工技術雜誌,pp.93∼95,(1984)。
  33. 3.周玉奇,茅埔仔地滑地穩定性之探討,國立中興大學水土保持研究所碩士論文,(1996)。
  34. 4.李正義,崩塌邊坡岩石特性與破壞時間之探討,國立中興大學水土保持研究所博士論文,(1998)。
  35. 5.張石角,台灣崩塌地與地質特性,崩塌地調查與處理技術之訓練及研究,16-17頁,(1975)。
  36. 8.高橋保 (1997) ,〈橫跨土石流潛勢區域之橋樑工程問題〉,《土木工程防災系列研習會》,中央大學土木系橋樑工程研究中心。
  37. 9.網幹壽夫,”集中豪雨シコД土斜面ソ崩壞”,施工技術,5(11):45(1972)。
  38. 10.瀨尾克美、橫部幸欲,”土砂災害降雨量之研究”,新砂防,第108 期, pp.14~18(1985)。
  39. 11.Itakura, Y., N. Kamei, J. I. Takahama, and Y.Nowa,”Real time estimation of discharge of debris flow by an acoustic sensor,”14th IMEKO world Congress, New Measurements – Challenges and Visions,Tampere, Finland, Vol. XA, pp.127-131 (1997).
  40. 15.吳積善、康志成、田達權,?雲南蔣家溝泥石流觀測研究?,北京,科學出版社,pp.156~164(1990)。
  41. 16.張守陽,”土石流偵測方法之研究”,第二屆海峽兩岸山地災害與環境保育學術研討會,(2000)。
  42. 17.張守陽,”機械視覺監測土石流發生之研究”,臺北:行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告( 計畫編號:NSC-90-2627-Z-027-001),第1-62 頁,(2002)。
  43. 18.劉格非、李欣輯,”地聲探測器之應用”,第二屆海峽兩岸山地災害與環境保育學術研討會,pp.161~169,(2000)。
  44. 19.林炳森,”土石流觀測儀器種類與設置地點之研究(I)”,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告( 計畫編號:NSC-89-2625-Z-005-007),第45-55 頁,(1999)。
  45. 20.蕭泰中、張英暉、李秉乾、周天穎、連惠邦,”土石流現場觀測系統”,第卄三屆測量學術及應用研討會論文集,第803-810頁,(2004)。
  46. 21.蕭泰中、張英暉、李秉乾、周天穎、連惠邦,”自動化土石流觀測系統建置成果”,2005 年國際生態工程及水利技術研討會論文集Vol. 2,第273-288 頁,(2005)。
  47. 24.Kane, William F. ,Beck, Timothy J.( 1996), ″ Rapid slope monitoring ″. Civil Engineering (NewYork) ,66 , ASCE, p. 56-58,.
  48. 25.Goodman, L. E. and Brown, C. B., “Dead load stresses and the instability of slopes,” Journal of the Soil Mechanics and Foundation Engineering Division, ASCE, Vol. 89, No. 3, pp.103-134, (1963).
  49. 26.日本地滑對策技術協會,地滑對策技術設計實施要領,一卷,第二期,(1978)。
  50. 27.陳信雄,「管狀應變計應用於龍潭地層滑動量推定之研究」,台灣大學合作報告,No.22,(1978)。
  51. 29.廖洪鈞、廖瑞堂,「坡地社區開發安全監測手冊」,內政部營建署(2000)
  52. 30.陳志昌,「FLAC程式應用於土壤邊坡穩定分析」,國立中央大學應用地質研究所,碩士論文,桃園,(2001)。
  53. 31.郭力行,「邊坡破壞發生之預測方法研究-以梨山地滑地為例」,碩士論文,國立中興大學土木工程研究所,台中(2002)。
  54. 32.曾國維,「梨山地滑地管理基準值的綜合評定」,國立中興大學土木工程研究所,碩士論文,台中(2003)。
  55. 33.葉致翔,「TDR邊坡資訊自動化監測系統」,國立交通大學土木工程研究所,碩士論文,桃園(2003)。
  56. 35.朝陽科技大學營建工程系附屬專業服務中心,「水里鄉新城村金龍社區山坡地滑動監測計畫工程-監測成果報告書」(2007)。
  57. 36.朝陽科技大學營建工程系附屬專業服務中心,「水里鄉新城村金龍社區山坡地滑動監測計畫工程-期中報告書」(2006)。
  58. 37.造冠企業股份有限公司,「基隆河員子山分洪計劃區周圍地盤穩定委外調查監測及工程規劃設計-鑽探及土壤試驗工程報告書」(2005)。
  59. 38.陳冠樺 陳建元 2014公路工程第40卷第4期)
  60. 39.內政部營建署,住宿類建築物節約能源設計技術規範」,2011。
  61. 43.李洲亘,「紅外線熱影像法參數設定與表層混凝土火害受損區域檢測」朝陽科技大學營建工程學系,2006。
  62. 44.李錦發、蘇泰維、宋朝斌、紀宗吉、張閔翔、林錫宏、邱禎龍、李彥良、彭志雄,「0609豪雨一山崩、土石流災害現場直擊」地質新聞,2006。
  63. 49.岳寧芳,「瞬態徑向熱流法測定松散煤體變導熱係數」,中國科技論文在線,2006。
  64. 50.范佐憲,「廢棄掩埋場現地試驗與三維穩定分析」,國立交通大學土木工程研究所,2007。
  65. 54.陳婉婷,「堰塞湖潰決機制與減災工法研究」,國立中興水土保持學系,2010。
  66. 56.陳建元、李勇鋒,「岩石邊坡災害調查與整治規劃-以縣道169線-達邦三號橋橋崩塌塌地為例」,臺灣公路工程,2010。
  67. 58.張峻銘,「崩塌形成堰塞湖的地形特徵分析」,國立嘉義大學土木與水資源工程學系,2013。
  68. 60.葉俊廷,張儷瓊,王玉瑞,王錫福,「岩石熱傳導性質之研究」,中國地質學會九十四年學術研討會,2004。
  69. 61.劉佑榮,唐明輝,「岩體力學」,化學工業出版社,1999。
  70. 62.劉柏宏,「山坡地分析」,科技圖書,1993。
  71. 63.劉聰桂、楊燦堯、吳文雄,「台灣的岩石」,台灣地理百科,2005。
  72. 64.鄭子揚,「建築物之紅外線熱影像法檢測」,朝陽科技大學營建工程學系,2005。
  73. 66.山中稔等人,「2000年1月長崎縣時津町ゎん崩ホ災害ズれんペ熱赤外線эхみЬЙ⑦Ш⑦ヲソ適用」,社團法人地盤工學會關西支部.pp・31-34,2000。
  74. 67.垂谷川秀人等人,「熱赤外線映像法ズプペ吹付法面老朽化診斷技術」,基礎工,tp54-58, 1996.
  75. 68.交通部公路總局第五區養護工程處(2007), 0609豪雨169線27K+500災害修復工程可行性研究規劃報告書。
  76. 72.Finlayson B.,Statham I.,"Hillslope analysis. London: Heineman", 1980
  77. 74.Hoek & Bray,"Rock Slope Engineering", 1977
  78. 75.Hungr O., "Clara-W Manual", 2001, O.Hungr Geotechnical Research Inc. http://www.clara-w.com/.