研究實績

台灣所處區域颱風與地震頻繁，加上近年來氣候異常，水庫安全有賴於定期與不定期辦理安全檢查及評估，其中檢測及監測為水庫安全檢查與評估極重要之一環；國內水庫常有監測儀器故障或監測數據缺乏有系統的回饋分析，使得監測系統未能發揮應有功能；另一方面，壩體內部之監測點僅涵蓋整個壩體的極小部分，監測儀器又常有損壞情形，因此，有必要進一步研發提升監測與檢測技術，以強化水庫安全評估及安全檢查之落實。本計畫之目的在於研究改善水庫安全監測與檢測技術，以利壩體安全診斷系統之建立。 光纖光柵與TDR感應器分別利用光及電磁波做感應與訊號傳輸，為被動式感測技術，儀器主機置於地表。這些技術具有耐久性、一機多工及多點監測之優點，適合水庫長期安全監測需求。本年度的工作重點除了持續改良過去所研發的光纖與TDR感測技術外，也將這些技術實際應用於新山水庫壩體與邊坡上進行位移與水位量測。在光纖感測技術方面，今年改良了光纖光柵水壓計設計，其解析度提高了一倍。另外在新山水庫壩體上安裝光纖光柵水壓計與在水庫右山脊邊坡同一鑽孔內安裝光纖光柵測傾儀與光纖光柵水壓計，並完成全自動化讀取系統的架設，進行長時間的數據收集。在TDR錯動變形監測技術方面，根據新山水庫現場狀況改良大型TDR受剪物理模型與進行靈敏度提升，此外將TDR錯動變形系統安裝於新山水庫右山脊進行地層位移量測並提出標準安裝與分析程序。非破壞性檢測技術本年度的工作重點在於提出水庫壩體非破壞性檢測技術導引手冊，以二個階段三步驟的適用性評估流程，完成包含有總論、折射震測法、表面波震測法、電阻探測法、自然電位法以及透地雷達探測法共六章之導引手冊。 在壩體安全診斷系統研究上，今年度主要在建立土石壩之受震系統識別分析方法，針對牡丹水庫及鯉魚潭水庫兩座土石壩之地震儀加速度訊號進行歷時分析、頻譜分析及系統識別分析，探討系統識別分析應用於壩體安全診斷之可行性。此外，本計畫提供MATLAB及EXCEL簡易頻譜分析軟體及使用操作方法，俾便水庫管理單位參考使用。另開發簡易系統識別分析程式及使用方法，可針對地震發生後之強震儀資料進行識別分析，以初步掌握壩體之振動特性，可作為相關壩體安全檢查措施之輔助參考決策依據。