杜風 106 期 學術活動成果報導

2016 坡地災害暑期國際訓練營

宋爾軒            朱民虔

臺大土木系CAE組碩士生          臺大土木系大地組博士生

 

 

 

<2016坡地營團體照攝於臺灣大學土木工程學系系館門口>

序言

近年來由地震、強降雨所引致的坡地崩塌、土石流等天然災害目前在許多國家都造成了生命財產的嚴重損失。本系(臺灣大學土木工程學系)身為世界的一份子,並秉持臺大校訓愛人之精神,有此責任將台灣的防災經驗分享給更多國家;故舉辦這次的坡地災害暑期國際培訓課程,邀請國內外專家學者做為授課講師,希望藉此機會將台灣技術向外推廣,並與他國交流。來自不同國家超過90位申請者,經過三個階段的篩選,最後選出32位學員來臺灣接受為期11天之課程訓練,希望藉此的課程的學習和啟發,各國學員於回國後能夠奉獻一己之力於各自國家的防災相關事務上。

坡地營簡介

本系(臺灣大學土木工程學系)於今年8月14日至8月24日舉辦為期11天的坡地災害暑期國際訓練營,藉由科技部科教發展及國際合作司「東南亞區域國際共同研究暨培訓型活動計畫」的經費,招募東南亞地區包括越南、印尼、菲律賓、馬來西亞、孟加拉、尼泊爾、不丹、印度及斯里蘭卡的相關領域專家、學者前來參與培訓,另有7位國內大專院校自費的學員也一同參與這項培訓。

東南亞及南亞大多數的國家都存在坡地災害,各國雖然已成立坡地災害減災的機構或相關研究團隊,卻仍因為技術及知識的缺乏、實務經驗不足的因素,致使減災的效果有限。臺灣在坡地災害減災方面已具備成熟的技術及豐富的實務經驗,卻因外交的侷限,無法有效的對外輸出相關知識及技術,因此透過此一國際訓練營,期望將台灣掌握的坡地災害減災技術傳授給東南亞及南亞地區有需求的國家。在此短期課程當中,我們邀請到國內外相關領域的專家及學者,一方面講授坡地災害的理論及減災相關技術,另一方面安排國內相關機構的參訪以及崩塌地實地考察,讓參加的學員對坡地災害及減災技術有全面性的認知。

坡地災害暑期國際訓練營的課程架構為為期5天的講座課程、2天實地考察以及1天分組報告。講座課程包括坡地災害的概述、崩塌地與土石流潛勢預測、坡地土砂運移數值模擬、LiDAR於坡地監測的應用、土石流預警系統、坡地監測系統、坡地災害減災技術、減災策略的評估、災損評估以及社區防災等內容。實地考察則帶學員前往小林村崩塌地與九份二山的崩塌,講解崩塌地的判釋及防治工程,以及陶米村社區生態工坊,展示災後重建成功的案例。最後分組報告的部分則要求學員兩人一組,以簡報的方式探討自己國家坡地災害的現況,且縱整在短期課程中學到的知識及技術,提出對應的解決方案。

課程表

8月15日
課程 講者
Global Geo-disaster Problem and Scenario Miyajima Masakatsu教授
Taiwan's Disaster Prevention System 劉格非 教授
Early Criteria for Debris Flows and Their Application in Taiwan Determination of Debris-Flow Warning Criteria and Its Adjustment in Taiwan 詹錢登 教授
8月16日
課程 講者
Visit National Science and Technology Center for Disaster Reduction 李欣輯 博士
Landslide Mapping Models for Predicting Landslide Location 李錫堤 教授
Benefit-Cost Analysis of Disaster Mitigation: Concept and Application 游景雲 教授
DEBRIS-2D Teaching Session and Practice 劉格非 教授
8月17日
課程 講者
Mapping of Debris Flow Torrent Operational Procedures for Delineating 林美聆 教授
Briefing of Soil Mechanics Laboratory 葛宇甯 教授
Landslide Monitoring and Warning Landslide Monitoring Practice 張文忠 教授
Debris Flow Monitoring Debris Flow Monitoring Practice 尹孝元 博士
DEBRIS-2D Practice Session 魏士超 博士候選人
8月19日
課程 講者
Landslide Hazard Mitigation and Practice 徐弘明 副局長
葛宇甯 教授
Social Vulnerability and SV Practice TLAS 李欣輯 博士
Community Based Hazard Mapping 劉怡君 博士
8月20日
課程 講者
Precipitation Estimate In Mountains Region Using Radars 李天浩 教授
Landslide and Debris Flow Investigation 林慶偉 教授
8月21日
課程 講者
Field Survey on Xiao-Lin Landslide 劉格非 教授
8月22日
課程 講者
Field Survey on Taomi Community Field Survey on Chiufenerhshan 蘇苗彬 教授
劉格非 教授
8月24日
課程 講者
Group Presentation 劉格非 教授
葛宇甯 教授

課程摘錄

講座課程在臺大楊泮池校長的致詞中揭開了序幕(圖1a),接著由International Consortium on Geo-disaster Reducton(ICGdR)的主席Prof. Masakatsu Miyajima為學員講解目前世界所面臨的坡地災害問題,並以日本的災害應變為例,說明減災的對策及應用(圖1b)。有了坡地災害的概觀之後,接下來的課程分別探討崩塌與土石流這兩種坡地災害,崩塌地的部分由中央大學地質系的李錫堤教授講解相關理論,以及如何預測崩塌地,最後使用統計方法進一步做崩塌地地點及面積的預測(圖1c);土石流的部分由本系林美聆教授講解其基本現象,以及土石流影響範圍的劃定方法(圖1d)。關於坡地的土砂的運移,由本系水利組博士候選人魏士超講解崩塌地與土石流力學模擬的理論,並展示自行研發的數值模擬程式DEBRIS-2D(圖2a)。

 

(a) Open Ceremony (b) Global Geo-disaster problem and scenario
(c) Landslide mapping and location prediction (d) Mapping of debris flow torrent
<圖1、2016坡地災害暑期國際訓練營上課內容及情形>

 

瞭解坡地災害的基本理論後,接著探討坡地災害的預警機制及系統。目前臺灣採雙管齊下的方式,除了參考降雨量進行坡地災害的預警,也透過現場埋設之儀器回傳的數據進行警戒的判釋。雨量警戒模式的部分由成功大學詹錢登教授講解(圖2b),此模式使用中央氣象局的降雨預報與閾值比對來研判需撤離的區域,而本系李天浩副教授則負責深論臺灣的雷達降雨預測系統(圖2c),目前臺灣山區的雨量站數量相對少,因此要落實坡地災害的預警,需藉助雷達降雨預測來改善坡地區域雨量資料不足的問題。而崩塌地監測儀器的部分,由成功大學張文忠副教授講解包括測傾儀、地下水位計、壓力計以及新開發之光纖式測傾儀、光纖式水位計、光纖式壓力計等儀器之操作方式、埋設方式以及數據的解讀(圖2d)。在土石流監測的部分則邀請水土保持局土石流防災中心尹孝元主任前來介紹相關設備,包括導覽水保局逢甲大學GIS中心合作開發的移動式土石流監測車的架設及操作(圖2e)。最後,使用LiDAR建置數值高層模型進行坡地的時空監測也是方法之一,由成功大學地球科學系林慶偉教授講解LiDAR的原理及操作,並以小林村為例展示如何運用DEM評估崩塌的體積量(圖2f)。

 

(a) DEBRIS-2D theory and practice (b) Debris flow warning criteria
(c) Precipitation estimate in mountains region using radars (d) Landslide monitoring and warning
(e) Debris flow monitoring (f) Landslide and debris flow investigaton
<圖2、2016坡地災害暑期國際訓練營上課內容及情形>

 

坡地減災技術除了上述雨量預警、坡地監測等非工程方法,諸如攔砂壩、溢流道等工程方法也是相當重要的技術,因此邀請到水土保持局台東分局的徐弘明副分局長與本系葛宇甯教授一起講解臺灣在過去50年間防治工法的演進(圖3a),例如針對土石流潛勢溪流設計的連續式梳子壩等。

瞭解完上述防災減災等方法,在執行面上還必須瞭解各種方法的成本及效益,以及透過災損評估瞭解各地區的災害風險情形,才能把錢花在刀口上。為此,本系游景雲副教授講解如何利用成本效益分析找出最佳的災害減災策略(圖3b);而災損評估的部分由國家災害防救科技中心的李欣輯副研究員講授(圖3c),介紹臺灣颱洪災損評估系統的理論架構及實務運用,以及透過社會脆弱度因子進行坡地災害的區位風險評估。

最後,我們邀請國家災害防救科技中心劉怡君助理研究員為學員介紹近年新興的概念—社區防災,在劉博士的引導下,學員們分成小組,以台東太麻里溪流域的社區為例,一步步繪製災害潛勢地圖,並提出對應的減災策略(圖3d)。

 

(a) Landslide hazard mitigation (b) Benefit-cost analysis of disaster mitigaton
(c) Typhoon loss assessment system (d) Community based hazard mapping
<圖3、2016坡地災害暑期國際訓練營上課內容及情形>

參訪活動

本次訓練營安排學員參訪國家災害防救科技中心(NCDR)以及台灣大學土木系土壤力學實驗室,全體學員於8月16日早晨前往NCDR,由李欣輯副研究員解說NCDR的組織架構及職掌,並展示災害防救科技研發之成果及應用(圖4)。而8月17日上午則前往土壤力學實驗室,由本系葛宇甯教授講解相關實驗儀器的原理及操作。

 

<圖4、參訪國家災害防救科技中心>

小林村現地踏勘

8月21日,在本系劉格非教授的帶領下,全體學員前往2009年八八風災受災最嚴重的地區—高雄縣小林村進行踏勘(圖5),小林村崩塌地屬於深層崩塌,為了瞭解崩塌的形狀以及土石料源堆積的情形,必須從崩塌的趾部往上爬到崩塌的冠部,途中劉格非教授也介紹崩塌地及土石流的判釋方法,前後約花費5小時才完成這次現地調查。

 

 
   
<圖5、小林村深層崩塌踏勘>

桃米生態村訪查

8月22日全體學員來到桃米生態村進行參訪(圖6),位於南投縣埔里鎮的桃米村是九二一地震的災區,當時有一半以上的住家全毀或受損,災後由桃米社區災後重建委員會帶領進行復建,進行在地空間改造及環境保育,在重建的過程中採用生態工法,並且培育在地生態解說員,如今已成為中臺灣重要的生態園區,每年吸引大批遊客,為一災後重建的經典案例。

 

   
<圖6、參訪桃米生態村>

九份二山國家地震紀念地參訪

參訪完桃米生態村之後,即前往附近的九份二山國家地震紀念地進行參訪,由中興大學土木系蘇苗斌教授解說九份二山的震爆點,以及針對九份二山崩塌監測的現況進行解說(圖7a),隨後學員也參觀了因地形抬昇而遭破壞的住宅—傾斜屋(圖7b),以及聆聽九份二山防治工程的講解(圖7c),最後,前往九份二山的觀測站並由逢甲大學的黃亦敏博士進行導覽(圖7d),也順道帶學員到附近參觀因地震而成形的堰塞湖。

 

(a) 九份二山震爆點解說 (b) 傾斜屋參訪
(c) 簡介九份二山崩塌地治理 (d) 九份二山觀測站導覽
<圖7、九份二山參訪>

臺灣文化之旅

由於此訓練營的課程緊湊,不分平日假日,為讓學員得到充分的休息,我們前後各安排一天的緩衝時間,讓學員自由活動。這兩天學員可以選擇性參加臺北城市文化之旅(圖8a)以及日月潭半日遊的活動(圖8b)。

 

(a) 故宮參訪 (b) 日月潭半日遊
<圖8、選擇性參加活動行程>

分組報告及結業典禮

訓練營的最後一天安排學員分組上台報告,目的是希望學員能就自己國家坡地災害的現況,利用在短期課程中學到的知識及技術提出對應的解決方案。分組報告由本系劉格非教授與葛宇甯教授給予評分及建議,同時也進行同儕互評,將上述兩種評分分別加上權重後做為最後的總成績,最後選出成績優良以及優勝,於結業典禮進行頒獎,並且給予每位學員一份結業證書。

 

(a) 學員分組報告情形 (b) 葛宇甯教授頒發結業證書
(c) 劉格非教授頒發成績優良獎 (d) 劉格非教授頒發優勝獎狀
<圖9、分組報告及結業典禮>

總結

本次坡地災害國際暑期訓練營共計有41位學員參加,其中32位由國外(東南亞及南亞地區)的政府機構官員、大專院校教授、碩博士生組成,另有9為國內大專院校碩博士生以及博士後研究員(其中4位為外籍生),在短短11天的課程及交流中,除了增加外界對臺灣坡地災害管理、設備、研究及應用技術的認知,也藉此開啟跨國合作與交流的機會,可以說是滿載而歸,整個活動相當圓滿成功。


 

 

 

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