2013年1月17日 星期四

日本災害期間,山區大規模崩塌事件掌握方式

由於颱風豪雨期間,山區通訊常易中斷,空中或地面人員出勤也有高度危險性,加上天候不佳時,傳統光學衛星也無法發揮作用,故如何即時掌握山區的災情,往往是災害應變期間極大的問題與挑戰。

依據「20121031土砂災害への警戒の呼びかけに関する検討会(第2回)」所附的資料,
日本現行於災害期間,山區大規模崩塌事件掌握方式,大致係利用(圖1):
圖1

  1. 多組地震儀接收大規模崩塌土方撞擊所造成的震波,以定出災害發生的位置。
  2. 搭配降雨及河川流量等資料,掌握土砂災害之可能性。
  3. 依據前項之初步定位位置,使用不受雲層遮蔽影響的雷達衛星(SAR),拍攝地面狀況,以確認災情。


其中多組地震儀定位之原理,主要是利用因測站位置不同,故接收到震波的時間有異,利用類似測量的後方交會法原理,即可定出震波來源的位置(如圖2)。
圖2


當然,首先必須先要能分辨,這個震波的來源是地震或是大規模崩塌所造成的?
圖3 簡單的說明了,地震造成的震波多屬低頻,而大規模崩塌造成之震波則相對多屬於高頻。
所以如圖3的左下角,經過濾波後,就可以很明顯地找到因大規模崩塌造成之震波。
圖3


這樣的工作,在前年(2011年,平成23年)9月初12號颱風期間,於尹紀半島發生的多起的大規模崩塌事件中,即發揮了重要的功能。(如圖4)
圖4


但是,地震儀只能告訴我們,在某位置「可能」發生了大規模崩塌,並無法了解崩塌的規模、有無形成堰塞湖,或是實際的狀況。因此,鄉民所說的「有圖有真相」才是王道。
只是,真正在颱風豪雨期間,由於雲層遮蔽了地面,或是災害發生在夜間,傳統的光學衛星(例如,台灣目前僅有的福衛二號),是完全沒有作用的。這也就是為何,當初2009年莫拉克颱風時,中央災害應變中心完全無法掌握山區嚴重災情的原因。
這種情況,目前惟一的解決方式,似乎只有靠合成孔徑雷達衛星(SAR)了。
如圖5,中間是SAR所拍的影像,可以看到有崩塌及堰塞湖形成。但右上圖的光學衛星影像,就只能看到一片雲,地面上就完全看不見了
圖5


圖6,我覺得才是整個機制的重點。也就是誰來啟動這個機制,誰來判讀、分享、傳遞及應用這些資訊。看起來,在日本是比較明確地由中央砂防部所屬的地方備整局來負責。
圖6


其實,這些使用地震儀訊號定位大規模崩塌、或是判讀雷達影像的技術,台灣都有,除了台灣沒有自己的雷達衛星,需要時得向日本或是法國等國家下臨時訂單~~~不但非常昂貴,還未必訂得到。
但,最麻煩的還是,如果要整合這些工作,由地震訊號蒐集、可能災害點定位、綜整水文資料、衛星影像下訂、判讀、應用及分享,涉及到太多不同單位,到底誰來主導及整合,大家似乎都寄望於未來的環資部~~  只是,看到最近組織再造的亂象~~ 唉~~

前幾年,國家災害防救科技中心(NCDR)邀集了幾個單位,組成了空間訊資社群平台~~
這對資源的分享及應用是很重要的一步~~

註:台灣方面對於使用地震儀訊號定位大規模崩塌之研究,例如

中研院林正洪研究員:地震網應用於坡地土砂災害監測之評估

中興大學馮正一教授:小林村堰塞壩潰壩時間點與潰壩洪峰歷程之震動訊號分析







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