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如何監測堰塞湖壩體的穩定性?

如何監測堰塞湖壩體的穩定性?透過整合地質與水文監測、現地檢測與遠端監測,依據台灣官方規範設定警戒點、定期檢測與應變流程,在發生異狀如裂縫、變形、孔壓變化或降雨-水位變化時,能及時判定穩定性並啟動因應措施。

監測堰塞湖壩體的穩定性之所以重要,是因為堰塞湖可能在颱風豪雨、地震或滑坡事件後迅速發展到不穩定狀態,造成下游重大災害。在台灣多山地形與頻繁豪雨的環境中,可靠的監測與警戒機制能提前發現異常、提高警戒與撤離效率,並協助政府與相關單位快速協調防災資源,降低人員傷亡與財產損失。

文章目錄

以數據驅動的監測框架:在台灣結合地震、降雨與水位資料建立堰塞湖壩體穩定性評估的實務指引

在台灣,透過「地震活動、降雨強度與水位動態」的跨源整合,可建立堰塞湖壩體穩定性評估的實務指引。核心要素包括:

  • 地震資料:區域地震活動、地表變形與崩塌風險的即時指標,接入國內地震觀測網與地表變形分析。
  • 降雨資料:短時暴雨峰值、累積降雨與降雨型態,結合雷達與氣象局資料進行時空分布分析。
  • 水位與水力資料:堰塞湖水位、溢流口流量與壩體滲流壓力等監測,建立穩定性評估所需的水力條件。

⁤本框架的穩定性評估可採用安全係數、滲流-抗剪耦合模型、關鍵節點的啟動門檻等指標,並以「歷史案例與當前觀測」為校驗基礎,如花蓮與陽明山等案例的觀測與處置經驗〔[[3]]〕;同時整合於國家林務資源的防災監測體系中,形成「實時警戒、分級應變、快速溝通」的工作流程〔[[2]]〕。在實務層面,該框架可透過以下步驟落地:

  • 建立資料時空對齊與缺失值處理的自動化工作流,以確保不同來源資料的一致性。
  • 建立多源風險分級與演化預測模型,支持決策者在閾值觸發時立即採取應變措施。
  • 建立跨單位協調機制與演練機制,確保監測、地區主管與現場應變人員的快速對接。

透過該整合式監測框架,台灣可提升堰塞湖壩體穩定性評估的時效性與準確性,並以系統化數據支撐風險管控與現地資源分配。

多源監測技術與警戒機制的落地策略:從現場位移與地表變形監測到衛星雷達與無人機資料在台灣山區壩體的即時應用

在台灣山區壩體的多源監測與警戒機制,需以現場位移與地表變形監測為基礎,結合衛星雷達與無人機資料進行時間序列整合,建立跨部門的自動警報與快速反應機制,以提升堰塞湖與壩體的韌性。 實務上可透過現地測量點與地表變形監測網快速反映穩定性變化,並以衛星雷達提供大範圍變形監測、搭配無人機高解析度影像彌補地形複雜區監測盲點;在燕子口堰塞湖的降蓄與降位案例中,持續監測與及時引流措施顯示多源監測在現場決策中的價值與風險管理的重要性 ​ [[4]];同時,民眾可透過社群與政府通報系統獲得及時資訊,該事件也提示需要結合衛星雷達監測與無人機影像的高解析度資料以提升局部地表變形偵測能力 [[2]];對於全球與在地的長期策略,需透過多源資料的自動融合、可視化與跨機關協作演練,並以衛星雷達與無人機資料在山區壩體的即時應用作為核心能力 ‌ [[1]],這在科學與技術層面的研究亦有系統性的支撐 [[3]]

風險治理與維修決策的專業建議:建立台灣山區與河段的早期警戒、維修維護與撤離決策整合

在台灣山區與河段建立風險治理與維修決策的專業框架,需以「早期警戒維修維護撤離決策」三位一體的整合流程為核心,透過多源資料與跨單位協同,提升預警準確度與反應速度。早期警戒需整合氣象局降雨量、河道水位、地質穩定監測、泥石流與山崩預警、以及現地智慧感測網;同時建立分區分級的警戒清單,讓基層單位在警戒等級變化時能迅速啟動撤離或道路管制。維修維護策略以防災性與恢復性並重,定期檢測水土保持、護岸、堤防、排水系統等,同時把自然因素納入優先順序,確保易受災區域優先完成修繕與排水設備優化。撤離決策整合依地理分區、道路可用性、救援資源、天氣預報變化,建立多階段撤離路徑與臨時安置點,並以事前演練與事後評估持續校正風險參數。要點如下: • 建立多源資料的整合與共享; • ⁤設置分區分級的警戒與撤離程序; ‍• ​定期進行維修與排水系統的檢修與加固。此框架在台灣中央山脈、雪山山脈、阿里山山脈及海岸山脈等複雜地貌區域具體落地,可借鑑政府森林遊樂區與自然步道管理機制中的跨單位協作經驗,透過可觀測的警戒指標與透明的決策流程,實現「知情-警示-撤離-修復」的閉環,從而降低災害造成的損失與影響。相關資料與案例可參考台灣山林與森林遊樂區的管理與景點資料,以及整合式的自然教育與生態教育資源,作為建立在地化的風險治理模型的基礎參考。[[3]][[4]]

常見問答

1. 如何監測堰塞湖壩體的穩定性?
⁣ 答案:在台灣,監測堰塞湖壩體穩定性的核心是依靠統一、長期且分層的監測與警戒機制。政府以國有林防災應變及堰塞湖監測系統負責日常監測與警戒,涵蓋馬太鞍溪、立霧溪燕子口、泰崗溪等堰塞湖,並設置警戒狀況與應變小組以利快速因應與決策。此做法形成一個穩健的風險管控框架,確保在初期就能偵測異常並啟動應變程序。[[2]] 同時,實務資料顯示現場測站與遙測對水位、面積、蓄水量等變化的監控是落實穩定性評估的關鍵依據,例如立霧溪燕子口堰塞湖的水位、壩頂溢流、面積與蓄水量等現況資料就屬於常態監測內容的一部分。[[4]] 目前仍在監測中的三座堰塞湖(馬太鞍溪、立霧溪、泰崗溪)亦被列為重點監測對象,顯示此機制的實務運作與持續性。[[1]] 此外,長期地貌監測與資料整合(如以 ArcGIS StoryMaps‍ 展示的歷史地圖與航測影像,追蹤地形變遷與治水歷程)提供穩定性評估的背景與參考。[[5]]

2. ‍除了數據監測,還有哪些做法可以提升堰塞湖壩體的穩定性監控與風險因應效率?
答案:可採取多元、整合性的監測與風險管理策略,提升穩定性監控與快速因應能力。首先,結合長期地貌監測與地形資料的分析(如 Ma Ta An Xi ‍堰塞湖的 ‍ArcGIS ​StoryMaps 所展現的歷史地圖、航測影像與地形變遷資料),以掌握長期變化趨勢並提前預警。[[5]] 其次,透過警戒狀況與應變小組的機制,確保在異常發生時能快速決策與動員資源。[[2]] 再者,實際現場測站與遙測的即時數據(如水位、面積、蓄水量等)是風險評估與決策的重要支撐,需持續更新與透明化發布。[[4]] 最後,對仍在監測中的堰塞湖(如馬太鞍溪、立霧溪、泰崗溪)保持高度警戒並定期檢討監測方案,以因應天候與地形變化帶來的不確定性。[[1]]

重點整理

在風雨頻繁與地形複雜的台灣,堰塞湖壩體的穩定性必須以在地資料為根基。結合降雨量、水庫水位、滲漏與變形監測,以及合成孔徑雷達干涉測量(InSAR)、GPS、傾斜儀等技術,並納入水利署與中央氣象局的資料與模型,才能掌握臨界變化。政府、地方與民眾需共建監測網、定期演練、建立快速預警機制,降低災害與損失,守護家園與水資源安全。

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