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Modeling regional initiation of rainfall-induced shallow landslides in the eastern Umbria Region of central Italy. Landslides (2009) 3:181-194 Diana Salciarini . Jonathan W. Godt . Pietro Conversini . Rex L. Baum . John A. Michael. 授課教授 : 鄭皆達 老師 學號 : 79842019 報告人 : 陳則佑. 前言.
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Modeling regional initiation of rainfall-induced shallow landslides in the eastern Umbria Region of central Italy Landslides (2009) 3:181-194 Diana Salciarini . Jonathan W. Godt .Pietro Conversini . Rex L. Baum . John A. Michael 授課教授:鄭皆達 老師 學號:79842019 報告人:陳則佑
前言 • 本文使用TRIGRS方法在義大利中部探討降雨誘發淺層崩塌;本文首先會先描述研究區域概況,然後進行說明TRIGRS模式的基礎理論大綱,最後將結果驗證並討論,本研究是否可以利用TRIGRS模式在缺乏完整的參數下,應用在淺層崩塌潛感地區。
雨量資料 月降雨量 69.13~79.68mm 日降雨量 22.77~27.63mm
山崩目錄圖和基本資料介紹 舊崩塌直徑50m 網格大小(5m*5m)
山崩目錄圖和基本資料介紹 • 土壤 主要為崩積土和碎石堆 • 地質 主要為石灰石和泥灰岩,且具有大量的破碎岩層 • 海拔高度 300m~1300m
TRIGRS原理與方法 TRIGRS 為美國地植調查局 於2002 年4 月所提出,根據理查方程式(Richards equations)之解析解,可估算不同時段的降雨入滲導致孔隙水壓上升的變化,去判斷該區之穩定性。 Φ = 土壤摩擦角 C’ = 有效凝聚力 Ψ = 在不同時問t在Z深度的孔隙水壓 dlb = 深度不能滲透到最下面的邊界 γW =水的單位重 γS=土的單位重。
三維之理查控制方程式 Ψ = 壓力水頭 Θ = 體積含水量 α = 坡角 KL = 橫向(x和y)之水力傳導係數 KZ = 垂宜坡面方向之水力傳導係數 假設降雨延時遠小於孔隙水壓在xy方向傳輸時間可將Eq. (2)簡化成一維垂直入滲別方程式: D0 = Ksat/C0 Ksat = 飽和水力傳導係數 D0 =飽和水力擴散率 C0 =土壤最小之含水量 D1 = D 0/cos2 α Z= z/cos α Z =鉛直方向 z =垂直坡面方向 假設土壤為飽和的情況,並將垂直坡面入滲方向轉成鉛直入滲方向,可將Eq. (3)簡化整理可成Eq. (5):
TRIGRS的入滲模組 為了解決邊坡在地表下有限深度可能出現不透水層之情況,Baum et al. 延伸原方程式所得到之解析解如下:
結果與討論 凝聚力 摩擦角 土壤單位重 水力傳導度 • 一般來說輸入TRIGRS邊坡地形可以利用DTM取得土壤的力學和水文性質,但在大多數情況下,要取得完整的土壤性質和土壤厚度不太容易,因此本文利用兩種不同的假設去模擬TRIGRS的參數。 • 假設(一) 將單一參數套入試區
假設(二) • 將參數利用地形與地質分成五大類,套入整個試區 崩積土和沖積土
假設(二) • 將參數利用地形與地質分成五大類,套入整個試區 無活動性的崩塌土
假設(二) • 將參數利用地形與地質分成五大類,套入整個試區 泥土岩
假設(二) • 將參數利用地形與地質分成五大類,套入整個試區 碳酸岩
假設(二) • 將參數利用地形與地質分成五大類,套入整個試區 高凝聚力的出露岩
土壤厚度 利用最低深度dlb和坡度α關係建立此圖 土壤厚度 坡度 • 地下水位高度 假設水位深度dwt和土壤厚度dlb為固定百分比 (dwt-dlb)/dlb * 100%,本文先以水位深度為25%的 土壤厚度來模擬
假設(一) 模擬前 模擬後 dwt=25%dlb
假設(一 模擬前 模擬後 dwt=25%dlb
假設(二) dwt=25%dlb 模擬前 模擬後
假設(二) OK dwt=25%dlb 模擬前 模擬後
假設(二) dwt=0%dlb 模擬前 模擬後
假設(二) dwt=50%dlb 模擬前 模擬後
假設(二) dwt=100%dlb 模擬前 模擬後
水位高度 整個研究區域有多少預測不穩定的地區百分比 模擬結果與舊崩塌 的一致性百分比 3倍
誤報 漏報 總錯誤 水位深度
結論 • 本研究的模擬顯示結果與山崩目錄圖比對在合理的範圍內具有80%的一致性,儘管有些高估和有些淺層崩塌沒有預料到的;這可能是由於對當地情況不明確,需要更詳細的調查研究區域,將有助於改善TRIGRS結果,然而本研究的估計參數結果使用似乎是有助於山崩災害初步的評估。