武理工災(zāi)害與應(yīng)急仿真技術(shù)專題講座：海峽兩岸高速鐵路面臨災(zāi)害及應(yīng)急策略

海峽兩岸高速鐵路面臨災(zāi)害及應(yīng)急策略簡報人：臺灣大學(xué)氣候天氣災(zāi)害研究中心主任

譚義績教授1個人簡歷學(xué)歷：美國康乃爾大學(xué)博士經(jīng)歷：臺灣大學(xué)水工試驗所主任臺灣大學(xué)綜合災(zāi)害研究中心主任現(xiàn)任：臺灣大學(xué)氣候天氣災(zāi)害研究中心主任臺灣大學(xué)生物環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)系教授專長：水利、防災(zāi)、應(yīng)急管理、泥石流、

地層下陷、地下水2簡報大綱一、

海峽兩岸高速鐵路面臨問題二、臺灣地層下陷概述-歷史與現(xiàn)況三、臺灣地層下陷-面臨問題四、地層下陷防范策略(一)地層下陷監(jiān)測技術(shù)(二)地下水位觀測及管理(三)防范策略管理五、中國高鐵面臨問題及解決方案六、結(jié)論3海峽兩岸高速鐵路面臨問題NTU

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WCDR4海峽兩岸高速鐵路面臨問題令

高速鐵路位于高架支撐上，若面臨災(zāi)害應(yīng)變狀況，容易造成救援不易。-高速鐵路信息傳輸(溫甬事件-2012/7/23)此次事故共造成40人死亡，至少192人受傷NTU

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WCDR

5

海峽兩岸高速鐵路面臨問題

NTU

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WCDR

6海峽兩岸高速鐵路面臨問題NTU

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WCDR

7海峽兩岸高速鐵路面臨問題令高速鐵路位于高架支撐上，

若面臨地震狀況而停駛(臺灣甲仙地震6.4級-2010/03/04)，容易造成救援不易。高鐵停駛標(biāo)準(zhǔn)-地震5.5級大陸高鐵對于地震停駛標(biāo)準(zhǔn)究竟為地震級數(shù)?停駛以后，要如何疏散?

NTU

●

WCDR

8海峽兩岸高速鐵路面臨問題，，由于高鐵均為高架

，

因此停駛后之消防及

應(yīng)急救援受限于空間

且消防車及救護車必

須有通路實施救援

。

不可能使用云梯擔(dān)任

醫(yī)療輸送救援

，

因此

簡易臨時便橋(如右圖

所示)，

必須及早準(zhǔn)備

且搭建需十分迅速

。NTU

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WCDR

9海峽兩岸高速鐵路面臨問題地層下陷均會造成高速鐵路或交通停駛，下圖為地層下陷造成高鐵不均勻沉陷NTU

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WCDR

10海峽兩岸高速鐵路面臨問題

泥石流會造成高速鐵路或交通停駛，臺灣地層下陷造成高鐵不均勻沉陷，以下介紹臺灣如何落實監(jiān)測與評估NTU

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WCDR

11臺灣地層下陷概述-歷史與現(xiàn)況NTU

●

WCDR12灣地層下陷概述-現(xiàn)況令

1980年代起，

沿海養(yǎng)殖業(yè)

興起，大量抽用地下水，

遂造成地下水供需嚴(yán)重失

調(diào)

，導(dǎo)致濱海地區(qū)嚴(yán)重地

層下陷。令

1996年后，沿海地區(qū)下陷

速率逐漸縮小

，靠內(nèi)陸地

區(qū)之下陷速率增加且已超

越沿海地區(qū)。1998年至今，

下陷中心已出現(xiàn)在云林內(nèi)

陸附近，

且下陷中心范圍

有持續(xù)向外擴展之趨勢。歷史與13臺臺灣地下水抽水井普查井?dāng)?shù)與量分布NTU

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WCDRNTU

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WCDR

14灣地層下陷概述-現(xiàn)況歷史與濁水溪沖積扇現(xiàn)況分析臺地下抽水井分布圖抽水前NTU

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WCDR

15灣地層下陷概述-現(xiàn)況歷史與濁水溪沖積扇現(xiàn)況分析臺形變機制分析抽水后NTU

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WCDR

16灣地層下陷概述-現(xiàn)況歷史與濁水溪沖積扇現(xiàn)況分析臺灣地層下陷概述-現(xiàn)況NTU

●

WCDR

17歷史與臺灣地層下陷概述-現(xiàn)況歷史與1992年至1999年累積下陷等值圖1999至2014年累積下陷等值圖18臺NTU

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WCDR臺灣地層下陷-面臨問題NTU

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WCDR19灣下陷-面臨問題云林高鐵沿線地層下陷演變趨勢圖

NTU

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WCDR

20地層臺

地層發(fā)生下陷時高鐵墩柱基礎(chǔ)下降示意圖

灣下陷-面臨問題NTU

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WCDR

21地層臺灣NTU

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WCDR下陷-面臨問題地層濁水溪沖積扇

風(fēng)險潛勢圖臺22灣下陷-面臨問題NTU

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WCDR

23地層(600mm/24hr降雨及考慮暴潮位)-云林(600mm/24hr降雨及考慮暴潮位)-彰化臺云林臺西淹水情況

(資料來源:自由時報)NTU

●

WCDR

24灣下陷-面臨問題地層彰化大城鄉(xiāng)淹水情況(資料來源:自由時報)臺云林虎尾淹水情況

(資料來源:壹電視)濁水溪沖積扇-風(fēng)險潛勢圖地層下陷防范策略-監(jiān)測技術(shù)NTU

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WCDR25地層下陷防范策略-檢測技術(shù)(Space)(Leveling)(Surface)(Extensometer)(Piezometer)(Underground)26Spatial

ResolutionMeasurement

FrequencyMeasurement

(Vertical)

AccuracyLeveling1.5

-

2

km1

year0.5

-

1

cmContinuous

GPS10

-

15

km1

day05

-

1

cmMonitoring

Well5

-

10

km1

month0.1

-

0.5

cmDInSAR25

m35

days2

cmNTU

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WCDR

2627歷年水平檢測后，地層下陷面積有逐漸縮小。但干旱年有顯著上

升趨勢。地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

28地層下陷中心移動方向趨近高鐵沿線ContinuousCampaign地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

29GPS衛(wèi)星定位測量30NewType半年監(jiān)一次GPS衛(wèi)星定位測量地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

30TraditionalType地層下陷監(jiān)測井地層下陷防范策略-檢測技術(shù)8監(jiān).測井完工

1.鉆探取樣安裝后測試7NTU

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WCDR

31地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

32

294Benchmarks

in1523km2

0.19points/km2

153413PS

pixelsin1523km2

:107.6pixels/km2

PSInSAR

－以濁水溪沖積扇為例(

Hung

et

al.,

2011

)-檢測技術(shù)PSInSAR

－以濁水溪沖積扇為例NTU

●

WCDR

33地層下陷防范策略地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

34PSInSAR

－以濁水溪沖積扇為例地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

●

WCDR

35多層地層下陷系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)預(yù)測地層下陷防范策略-檢測技術(shù)Monitoring

well(Month)

Leveling(Year)NTU

●

WCDR

36多層地層下陷系統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)預(yù)測GPS(Week)地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

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WCDR37地層下陷防范策略-檢測技術(shù)地下水觀測井網(wǎng)監(jiān)測-752口38NTU

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WCDR地層下陷防范策略-檢測技術(shù)1998至2010年，

13年中地下水

位差值變化，對于空間性地下水

位管理有良好監(jiān)測NTU

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WCDR39100500-50-100-150-200-250A’A

Aquifer

IAquitard

IAquifer

IIAquitard

IIAquitardFine

sandCoarse

sandGravel(b)Screen地層下陷防范策略-檢測技術(shù)NTU

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WCDR

40土庫、元長高鐵沿線(a)Aquifer

IIIDouliu

HillFine

SandAquitardCoarse

SandScreenGravel地層下陷防范策略NTU

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WCDR

41-檢測技術(shù)地下水補注區(qū)劃定643845503537361129Subbsian

Number10.90.80.70.60.5Recharge

Factor地層下陷防范策略-檢測技術(shù)防范策略管理云林地區(qū)(地層下陷防治計劃方案)，

針對以下三點防制方

案，建構(gòu)數(shù)值模式以進行成效評估

。

云林縣高鐵沿線3公里范圍內(nèi)自來水公司、水利會及臺糖公司水井之停用及遷移改建。

云林農(nóng)田水利會水井，

評估高鐵沿線帶狀范圍內(nèi)必須留存水井與可封填移地重鑿新井。

藉由新虎尾溪兩座攔河堰操作，

抬高水位增加地下水入滲補注。NTU

●

WCDR

42河

2500

道補2000

注量

(m3

)1500時間100050021300

2

4

6

8

10

12

14

(day)地層下陷防范策略-檢測技術(shù)防范策略管理-第一方案

藉由新虎尾溪兩座攔河堰操作

，抬高水位增加地下水入滲補注。NTU

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WCDR

43橡皮壩抬升前后之地下水等水位線變化圖抬升前

抬升后單位：m地層下陷防范策略-檢測技術(shù)防范策略管理-第二方案

云林縣高鐵沿線3公里范圍內(nèi)自來水公司、

水利會及臺糖公司水井之停用及遷移改建。單位：公尺單位：公尺

0

30

90

180(day)211815129630-3-6M1M2M3M4M5

M6NTU

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WCDR云林地區(qū)含水層二觀測水井與網(wǎng)格示意圖注：圖中M1至M6為虛擬觀測井，用以顯示抽水井停抽后之地下水位觀測站。云林地區(qū)含水層二停抽180天

之地下水位變異圖44云林地區(qū)含水層二觀測水井M1~M6地下水位抬升情形

停抽前

停抽后公尺地層下陷防范策略-檢測技術(shù)防范策略管理-第三方案

云林縣高鐵沿線3公里范圍內(nèi)自來水公司、

水利會及臺糖公司水井之停用及遷移改建。模擬高鐵沿線三公里范圍內(nèi)，留存15口水井抽水及上游新鑿設(shè)13口水井抽水

之地下水位泄降前后等值圖NTU

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WCDR