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地貌變遷

BigGIS 挖填方分析-快速估算馬太鞍溪堰塞湖水體體積
更新日期2025年10月16日

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一、背景說明:堰塞湖的形成與防災關注

  • 花蓮萬榮鄉馬太鞍溪上游,因連年颱風與強降雨引發土石崩落阻塞河道形成堰塞湖。自民國92年至108年間,該區蝕溝崩塌逐漸擴大;109年起崩塌範圍持續延伸,113年康芮颱風更造成下邊坡大規模崩塌。114年7月19日薇帕颱風後,經直升機空勘與衛星影像判釋,災後裸露地表約達500公頃,集水區面積約6,323公頃,壩頂高程約1,140公尺
  • 截至8月5日,蓄水量約2,100萬立方公尺;若滿水至壩頂,最大蓄水量估計可達8,600萬立方公尺。這樣的規模一旦潰決,對下游部落與居民將構成重大威脅。
  • 因此立法院在114年8月13日朝野協商時,通過「丹娜絲颱風及728豪雨災後復原重建特別條例草案」,將「馬太鞍堰塞湖防災工程」納入特別條例,由行政院統籌公共工程會、農業部、經濟部與花蓮縣政府,共同研擬 減災、監測、疏散工程計畫,並以特別預算支應。

二、操作說明與分析目的

  • 本案例以 BigGIS 圖台「挖填方分析」功能為例,示範如何快速估算堰塞湖的蓄水體積。馬太鞍溪上游因崩塌堆積物阻斷河道形成堰塞湖,為花蓮近期重大地災潛勢熱點之一。透過挖填方分析,可在災後迅速推估堰塞湖的水體體積變化,作為判斷潰壩風險防災應變的重要依據。
  • 此功能可根據使用者框選的區域範圍,設定基準高程後,系統自動計算「 高於基準面之水體體積」,達到快速模擬分析視覺化呈現的目的。

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三、操作流程

  1. 利用 BigGIS 的「挖填方分析」功能,快速估算堰塞湖水體體積。
  2. 將地圖畫面定位至 馬太鞍溪堰塞湖所在位置。
  3. 開啟堰塞湖形成後(溢流前)之衛星影像(2025/09/04 Pleiades)。
  4. 開啟「輔助工具」→「加值應用與分析工具」→「挖填方分析」。
  5. 以滑鼠框選堰塞湖範圍,沿著壩體邊界與上游流域邊界畫定。
  6. 設定堰塞湖上游邊界高程為分析基準(輸入高程值:1110 公尺)。
  7. 點擊執行後,系統自動產出分析結果並生成 KMZ 檔。
  8. 於圖台套疊檢視分析結果,確認堰塞湖範圍與影像匹配程度。
  9. 下載 KMZ 檔後,可於 Google Earth 進一步檢視分析結果。
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  • 【圖1】BigGIS 圖台操作介面(定位至馬太鞍溪堰塞湖):馬太鞍溪堰塞湖所在位置及分析範圍設定
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  • 【圖2】2025/09/04 Pleiades衛星影像套疊分析結果:堰塞湖形成後(溢流前)挖填方分析結果

四、溢流後變化分析

  1. 關閉前次影像與分析結果,開啟 堰塞湖溢流後之航照圖(2025/09/30)。
  2. 清除先前框選範圍,重新框選堰塞湖所在區域。
  3. 將高程基準設定為 1010 公尺,模擬溢流後湖水面高度。
  4. 點擊執行,套疊分析結果於地圖上,檢視地形與湖水消退情形。
  5. 下載 KMZ 檔,於 Google Earth 檢視挖填方分析結果。

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  • 【圖3】2025/09/30 航照影像套疊 挖填方分析結果:堰塞湖溢流後之水體消退情形

五、結果解讀

  • 堰塞湖形成期(2025/09/04):以高程 1110 公尺為基準估算,湖水體積達數千萬立方公尺,顯示蓄水規模龐大。
  • 堰塞湖溢流後(2025/09/30):湖面高度降至約 1010 公尺,挖填方分析顯示蓄水體積大幅減少,推估溢流後水體釋放至下游。
    • 透過分析前後影像與挖填方成果,可清楚掌握堰塞湖水體體積的變化趨勢,有助於災後水文地形變遷之綜合研判。
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    • 【圖4】於Google Earth檢視 2025/09/30 堰塞湖(溢流後)挖填方分析結果
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    • 20250930 航照圖kmz下載
    • 20250904 Pleiades kmz下載

六、延伸應用建議

  • 地災監測應用
  •  •可將「挖填方分析」擴充至崩塌地體積變化監測
  •  •結合衛星高解析 DTM,持續追蹤堰塞湖、崩塌地、滑動體等高程變化。
  • 防災決策支援
  •  •搭配雨量站水位計衛星即時監測,建立堰塞湖潰決風險預警模型
  •  •快速估算潰壩後潛在滯洪量下游影響範圍。
  • 工程規劃應用:作為後續溢洪道設計堤防加固工程之高程依據。
  • 教育與展示
  •  •作為示範案例,協助研習單位了解如何以地理資訊系統快速支援防災判釋
  •  •透過圖台動畫化呈現災前後差異,提升公眾對地災監測與防災科技的理解。
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【BigGIS 衛星影像動態GIF檔產製-以馬太鞍溪堰塞湖形成至潰決過程為例】