動態監測技術運用於後龍溪河岸保護工法第二河川局

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  發刊期數:第0302期/ 發布日期:2018/10/26

圖1  無線追蹤粒子漂浮裝置照片與埋設過程_pic

為了提出更具有河防安全保護效果之工法,第二河川局與國立交通大學防災與水環境研究中心共同研究,進行現地1:1模型試驗設計後龍溪銅鑼護岸復建工程,配合復建工程施作同時,藉由物聯網,在低功耗、低成本、高穿透之訊號傳輸概念下,利用無線追蹤粒子漂浮裝置[圖1]、水位計及CCTV影像監視[圖2],感應擷取洪水期間河床之沖刷變化、水流流速等資訊,配合動態沖刷數值模式做為工法改善與即時預警之參考。

  • 圖1 無線追蹤粒子漂浮裝置照片與埋設過程

位於苗栗縣銅鑼鄉客屬大橋下游左岸之後龍溪銅鑼護岸河段,因河道流路變遷與水流沖擊,歷年來包括梅雨豪雨、101年蘇拉颱風、102年蘇力颱風、105年颱風等,常有堤防護岸重複災損情形發生。針對河岸保護工布置區域之河岸沖刷或構造物局部沖刷行為、水位變化等,共計規劃包括3處河岸保護工前之沖刷監測;1處河道深槽斷面之水位監測;1處客屬大橋深槽位置之水位監測;1處客屬大橋朝向河道位置之CCTV影像監視[圖3]。

無線追蹤粒子可適用於一般卵礫石或河床,預先埋設於河床面以下,當構造物周圍河床發生沖刷時,追蹤粒子漂浮啟動並發出感測訊號,除了可記錄埋設位置發生河床沖刷之時間與深度外,觀測時可再藉由追蹤粒子啟動後之移動過程,獲得水流表面流速,為近年發展應用成熟之先進觀測技術。配合現況銅鑼護岸復建工程施做同時,建置動態監測系統,以無線電訊號傳輸、4G網路模組,配合太陽能電力系統、資料收集軟體與監控頁面軟體等,將資料回傳至後台水情監測系統網頁,以雲端環境整合,進行所需要之資訊展示[圖4]。

  • 圖4 桃竹苗區域水情中心設物聯網監控平台資料傳輸示意圖

相關動態監測資訊也會傳輸至第二河川局防汛資訊網及展示介面[圖5],作為監測、預警及管理使用,以加速颱洪期間搶修險之時程,減輕洪災造成之損失。107年受到熱帶性低氣壓影響,8月23日全台各地有大豪雨超大豪雨發生,苗栗縣後龍溪流域有局部大雨豪雨發生,相關物聯網技術監測設備已建置完成,並傳輸至第二河川局防汛資訊網及展示,23日大雨本監測系統成功擷取洪水期間河道的影像與水位,作為監測、預警及管理使用,加速颱洪期間搶修險之時程,減輕洪災造成之損失,本次大雨銅鑼護岸復建工程完好無損。

  • 圖5 後龍溪銅鑼護岸河段動態水情與沖刷監測系統頁面圖

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