The Study of Technology and Policy Development for Disaster Protection in Coastal Area under Extreme Climate Condition

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簡歷

基本資料

Project title

Code/計畫編號

NSC100-2218-E019-001

Translated Name/計畫中文名

極端氣候下複合性災害防治之研究-極端氣候條件下河口海岸地區災害防治技術與對策之研究( II )

Project Coordinator/計畫主持人

Lien-Kwei Chien

Funding Organization/主管機關

National Science and Technology Council

Co-Investigator(s)/共同執行人

林德貴
顧承宇
李汴軍
董東璟

Department/Unit

Department of Harbor and River Engineering

Website

https://www.grb.gov.tw/search/planDetail?id=2355227

Year

2011

Start date/計畫起

01-08-2011

Expected Completion/計畫迄

31-07-2012

Co-Investigator(s)

Cheng-Yu Ku

Bugetid/研究經費

5251千元

ResearchField/研究領域

防災工程
土木水利工程

本整合型研究計畫之總目標為：以永續觀點獲得適當的海岸災害防治技術，本計畫整體架構共分為四個層次，首先深入了解極端氣候條件下水文分析、探討土石流發生的機制與理論模式及水文分析與土石流發生因子關聯性探討，同時進行揚塵數值模式(FDM模式)運用於海岸河口河床裸露地之揚塵擴散分析並針對揚塵抑制工法及施作效益進行探討，另外建立衛星影像判釋海岸漂流木的方法、利用數值模式研究漂流木運移軌跡，並擬定預警與後續處理對策，最後應用海岸脆弱度分析方法探討海岸地區脆弱度分析建立環境及社會脆弱度指標。本整體計畫透過總計畫「極端氣候條件下河口海岸地區災害防治技術與對策研究」結合跨領域特性共分為四項子計畫：子計畫一、極端氣候下水文分析與土石流發生機制之研究；子計畫二、海岸河口地區揚塵災害研究及抑制工法效益評估；子計畫三、氣候變遷引起山區暴雨造成海岸漂流木等環境劣化問題研究；子計畫四、海岸地區脆弱度探討與複合式災害風險管理評估。研究成果針對海岸地區風險管理綜合性進行評估，以期作為海岸災害防治政策推動之參考。本年度計劃成果分別說明如下:子計劃一:近年來受全球氣候變遷影響，台灣地區氣候也頻頻出現異常現象，2004年至2008年(薔蜜、辛樂克、卡玫基颱風)台灣地區出現單日近1000公厘、3日近2000公厘降雨量，2009年(莫拉克颱風)88水災屏東縣更發生單日超過1400公厘降雨量，接連幾次極端降雨，均在台灣北中南各地造成坡地嚴重之崩塌與土石流災害。山崩常是造成山坡地災害之主因，台灣地區潛藏之天然環境諸如地震與颱風降雨係為坡地災害之外在的促發因子。為瞭解極端降雨引致之淺層山崩對高屏溪流域之建築物和主要道路影響程度，本研究先針對淺層山崩問題進行分析，分析方法採用定率法，藉此評估在極端降雨下研究範圍山崩潛勢情況。參考災害潛勢分級準則相關文獻，選取衡量災害脆弱度相關指標，進而劃分研究區域脆弱度分級與建立風險地圖。研究結果顯示位於旗山溪集水區的那瑪夏區和荖濃溪之梅山山莊鄰近地區災害風險程度為相對較高之地區。子計劃二:本研究採用面積型揚塵源來表示高屏溪裸露地土砂堆積型態，並配合揚塵模式(Fugitive Dust Model，以下簡稱FDM)，來進行揚塵濃度 (PM10)數值模擬，以探討2008年莫拉克颱風後，高屏溪下游河床裸露地之揚塵擴散行為。彙整現地調查資料與氣象資料，針對高屏溪下游出海口，進行揚塵擴散濃度分布趨勢分析以及鄰近揚塵災害敏感區之危害影響評估。同時，針對風向、風速及溫度等各項數值參數進行FDM模式之敏感度分析。研究結果顯示，風向、風速及溫度之變化，對FDM模式之模擬結果皆有各種不同程度之影響。此外，FDM模式能有效地模擬分析揚塵擴散趨勢，當風向與裸露地呈現正交時，則該裸露地下風處之揚塵濃度會明顯偏高。再者，由於莫拉克颱風過後，山區崩塌之土砂，藉由河川輸送至高屏溪下游出海口地區，使下游河川裸露地面積因大量土砂堆積而增加，造成高屏溪下游出海口裸露地之揚塵擴散情形較莫拉克颱風前來得嚴重。子計劃三:衛星影像的像元不僅影響目標物的識別與分類的精度，而且也成為探索遙感科學向定量化發展的主要目標。為此，許多學者提出多種判釋演算法，其中應用最廣泛的是像元式的分析方法，該法雖然具有意義明確、簡單易行等特點，但也易受局部噪音、大氣效應、環境輻射等因素影響。隨著科技進步判釋方法亦有另一選擇即為物件式導向分析方法，目的是針對目標物進行大範圍災害快速判釋，並提高其判釋準確度，以改善像元式分類所產生之雜訊。由於海岸漂流木之光譜特徵，一像元往往覆蓋多種地物類型，因此形成混合像元，造成在判釋漂流木時的一大阻礙，有鑑於此，本文利用衛星影像判釋漂流木問題，提出像元式分類與物件式分類最優化比較，並提出最適判釋漂流木的影像分析技術。利用物件式導向分析法應用於研究區域之分類結果，進一步將訓練成果由誤差矩陣得整體精度達96.44%，較優於像元式分類86.32%。子計劃四:為建立本土化海岸脆弱度及風險評估方法，本研究參考美國地質調查所USGS的做法，並結合包含人口密度、海堤長度比、海岸地貌、平均波高、海岸侵淤狀況、海平面上升速率、沿海土地利用、地層下陷速率、降雨強度、鄉鎮高程等問卷所得指標因子及較適合的分級方式，以台灣海岸鄉鎮為單位，繪出適合台灣海岸風險地圖，並考量土石流、漂流木、揚塵三種災害進行指標相關性探討。最後根據本研究之風險地圖，參考國內外海岸相關調適策略分別對全台灣及高屏溪周圍風險較高之鄉鎮，研擬提出相關建議。 The purpose of this project was establishing the technology of disaster protection at coastal area. There are four layers in study framework which were discussed as follow: Firstly, study on the characteristics of the rainfall analysis, and the factors which connect the hydrological effects and the occurrence of the debris flows Secondly, this project uses the Fugitive Dust Model (FDM model) to simulate the dispersion behavior of fugitive dust and its influence on the area adjacent to the river mouth. Thirdly, the study used satellite image to analysis the driftwood at coastal area, and program model to simulate the trace of flowing wood. Finally, the study used the coastal stability method to discuss the index of stability at coastal area and environment The project ’The study of technology and policy development for disaster protection in coastal area under extreme climate condition’ is separate into four parts which are sub-project 1: ’Study on the hydrological analysis and the initiation of granular debris flows under extreme climate’, project 2 ’The study of dust disaster and evaluation of protection method at coastal area’, sub-project 3 ’The study of environmental problems by driftwood at coastal area under climate change ’ and sub-project4 ’The study of stability in coastal area and disaster risk analysis’. The results of the project could be the reference for technology and policy development in coastal area. Under the influence of climate change in recent years, climate abnormality frequently occurs in Taiwan area. Between 2004 and 2008 (Typhoon Jangmi, Shilaku, Kalmaegi), Taiwan area had 1,000 mm single-day rainfall and approximately 2,000 mm three-day rainfall. During 88 Flood in 2009 (Typhoon Morakot) Pingtung County even had 1400 mm single-day rainfall. Consecutive extreme rainfall events also caused serious disasters of collapse and debris flows in hillside across Taiwan. Landslide is frequently the main cause to hillside disaster. The potential natural environment in Taiwan area, like earthquake and typhoon rainfall, is the external inducing factor for slope disaster.

Keyword(s)

淺層山崩
定率法
災害潛勢分級
災害風險
面積型揚塵源
下游河床裸露地
揚塵濃度（PM10）
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判釋演算法
像元式分類
物件式分類
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海岸脆弱度指標因子
台灣海岸風險地圖
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Mixed Pixels
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