土砂災害模式介紹-TRIGRS

    坡地災害研究範圍主要是曾文水庫上游集水區,本計畫應用美國地質調查所(USGS)所發展的TRIGRS(Transient Rainfall Infiltration and Grid-Based Regional Slope-Stability Model)淺層崩塌物理模式,其以網格作為計算單位,並考慮暫態降雨所造成淺層表土因水分入滲影響邊坡穩定性之分析。其降雨入滲機制來自於Iverson(2000)所提出的理查方程式之線性解進行延伸,並結合無限邊坡理論(Infinite slope stability analysis)去計算該邊坡的穩定性,其可根據不同研究區域的土壤及水文特性,能給予各種地質水文參數的輸入,模擬不同時間點下因降雨入滲以及孔隙水壓上升的變化。由於現地水文地質參數取得不易,本計畫參考易淹水地區上游集水區地質調查及資料庫建置計畫針對曾文溪流域所建立水文地質參數資料庫,作為研究參數反算校驗之依據。
   模式所考慮參數包括了凝聚力、內摩擦角、土壤單位重、水力傳導係數、水力擴散係數、初始地下水位及初始入滲率外,並採用40公尺 X 40公尺的數值高程模型來建立坡度、流向及土壤深度的網格資料。本計畫採用林務局所提供之崩塌圖層來進行參數率定的校驗,另外,土壤深度部分,乃參考國家災害防救科技中心(2012)由坡度換算覆土厚度而得,如表1所示;地下水位深度乃假設初始深度與土壤深度相同(吳佳郡,2006、陳則佑,2011、國家災害防救科技中心,2012)。表2為本次研究所規劃曾文水庫上游集水區之相關地文水文參數整理。
表1 坡度與土壤深度換算表(國家災害防救科技中心,2012)
坡度(度) 土壤厚度(公尺)
< 20 1.5
20 - 30 3.5
30 - 40 4.5
40 - 50 2.5
> 50 1.0
 
 
表2 採用地質水文參數表
  參數設定 單位
數值高程地形 解析度40m X 40m網格 公尺
坡度 由數值高程地形計算而得
土壤深度 由坡度換算覆土厚度而得 公尺
地下水位深度 假設初始深度與土壤深度同高 公尺
初始入滲速率 1 X 10-8 公尺2/秒
 
 

上稿日期:2015-11-20 更新日期:2015-12-23