กลับไปยังบล็อก BIM และ IFC
เครื่องมือและการเปรียบเทียบ · 2026-10-27 · 8 นาที
หาปริมาณฝนวิกฤตของดินถล่มจาก DEM และ KMZ ในเบราว์เซอร์
ต้องมีฝนเท่าใดลาดเขาเหนือโรงเรียนจึงจะพัง? จากแบบจำลองภูมิประเทศและ KMZ ของพื้นที่ศึกษา เบราว์เซอร์จะคำนวณน้ำไหลบ่า ความน่าจะเป็นของดินถล่มตื้น และเส้นทางที่น่าจะเป็นของการไหลของเศษหินดินตามความคืบหน้าของพายุ และหาปริมาณฝนวิกฤตของบ้านเรือน โรงเรียน สถานพยาบาล และถนนแต่ละแห่ง
แบบจำลอง 3 มิติของลำห้วยกีรีโอ ในโชซิกา ประเทศเปรู ที่ตัดออกจากภูมิประเทศพร้อมผนังดิน ลาดเขาไล่สีจากเขียวถึงแดงเข้มตามความน่าจะเป็นของดินถล่ม น้ำในร่องห้วยเป็นสีน้ำเงิน และมีป้ายชื่อบ้านเรือน โรงเรียน สถานีอนามัย และถนนที่เสี่ยง
เมื่อฝนตกบนลาดเขาชันและโล่งเหนือชุมชน อันตรายไม่ได้มีแค่น้ำ พื้นดินเองก็พังลงมาได้ สิ่งที่เริ่มจากดินเลื่อนเล็กๆ บนลาดอาจไหลลงร่องห้วยกลายเป็นเศษหินดินไหลและถึงบ้านเรือนที่ปากห้วย การอธิบายเรื่องนี้ให้ผู้อยู่อาศัยและผู้ตัดสินใจว่าจะเตือนเมื่อใดเข้าใจ ทำได้ยากด้วยแผนที่นิ่ง
เครื่องมือนี้แสดงให้เห็นขณะที่มันเกิดขึ้น คุณให้พื้นที่ศึกษาเป็น KMZ เครื่องมือจะใช้ภูมิประเทศจากแผนที่และให้พายุดำเนินไปทีละขั้น ว่าฝนไหลบ่าไปเท่าใด ลาดใดเริ่มไม่เสถียรเมื่อดินดูดซับส่วนที่เหลือ เศษหินดินจากตรงนั้นจะไหลไปทางใด และบ้านเรือน โรงเรียน สถานพยาบาล และถนนแต่ละแห่งได้รับผลกระทบครั้งแรกที่ฝนสะสมเท่าใด
ประเด็นสำคัญ
- น้ำไหลบ่าด้วย SCS Curve Number ลาดพังด้วยลาดอนันต์และมอนติคาร์โล เศษหินดินไหลด้วยมุมระยะไหล เป็นวิธีมาตรฐานที่มีเอกสารอ้างอิง
- องค์ประกอบที่เสี่ยงทุกรายการใน KMZ ได้ปริมาณฝนวิกฤตพร้อมสาเหตุ คือดินถล่ม เศษหินดินไหล หรือน้ำไหลบ่า ส่งออกเป็น CSV และ GeoJSON ได้
- ลาดที่พังแม้ไม่มีฝนจะแสดงแยกไว้ เพราะไม่มีเกณฑ์ฝนใดอธิบายได้
- ทำงานในเบราว์เซอร์ภายในไม่กี่วินาทีและไม่ต้องใช้โมเดล IFC เป็นค่าอ้างอิง ไม่ใช้แทนการประเมินความเสี่ยงอย่างเป็นทางการ
ลำห้วยกีรีโอ โชซิกา เมื่อสิ้นสุดพายุ 40 มม. ภูมิประเทศเป็นของจริง หมุดเป็นข้อมูลสมมติสำหรับตัวอย่าง
สิ่งที่ต้องใส่
- พื้นที่ศึกษาเป็น KMZ หรือ KML: รูปหลายเหลี่ยมหนึ่งรูปสำหรับขอบเขต (ชื่อ "พื้นที่ศึกษา" "ขอบเขต" "ลุ่มน้ำ" ฯลฯ หรือรูปที่ใหญ่ที่สุด) และหมุดสำหรับสิ่งที่เสี่ยง อ่านได้ทั้งจุด เส้น และรูปหลายเหลี่ยม จะอยู่ในโฟลเดอร์หรือไม่ก็ได้
- ภูมิประเทศ จากภูมิประเทศของแผนที่หรือ DEM ที่นำเข้า (GeoTIFF หรือกริด ASCII) หากไม่ได้โหลดโมเดล IFC ตัว KMZ เองจะกำหนดตำแหน่งฉาก และแผนที่จะเปิดที่พื้นที่ศึกษา
- พายุ จากค่าที่ตั้งไว้ในแผงน้ำท่วม หรือวาดเองเป็นกราฟฝน (hyetograph)
- ดิน: กลุ่มดินทางอุทกวิทยา ความชื้นก่อนหน้า แรงยึดเกาะ มุมเสียดทาน ความหนา และหน่วยน้ำหนัก พร้อมค่าเริ่มต้นที่แก้ไขได้สำหรับดินเกิดกับที่บนลาดชัน
องค์ประกอบที่เสี่ยงจะจำแนกจากโฟลเดอร์ ชื่อ คำอธิบาย หรือข้อมูล เช่น "vivienda" "I.E." "colegio" "posta" "centro de salud" "carretera" "trocha" และคำเทียบเท่าในภาษาอื่น เส้นที่ไม่มีชื่อถือเป็นถนน หากไม่มี KMZ โรงเรียน สถานพยาบาล บ้านเรือน และถนนที่มีชื่อจะมาจาก OpenStreetMap
การคำนวณแต่ละขั้น
| ขั้น | วิธี | ได้อะไร |
|---|
| น้ำไหลบ่า | SCS Curve Number (TR-55) โดย CN มาจากสิ่งปกคลุมดินใน OpenStreetMap และกลุ่มดิน | ฝนที่ตกมาแล้วไหลบ่าไปเท่าใดและซึมลงดินเท่าใด |
| ความชื้น | น้ำที่ซึมลงเทียบกับความพรุนที่ระบายได้ของดิน สูงกว่าในแอ่งที่รับน้ำจากลาดด้านบน | สัดส่วนอิ่มตัวของชั้นดิน ทีละเซลล์ |
| ลาดพัง | ค่าความปลอดภัยของลาดอนันต์ สุ่มมอนติคาร์โล 200 ครั้งของ c′ φ′ γ และความหนาดิน | ความน่าจะเป็นที่ลาดจะพัง P(FS < 1) |
| เศษหินดินไหล | ไหลตามแนวลาดชันที่สุดจากจุดที่น่าจะพัง หยุดด้วยมุมระยะไหล (ค่าเริ่มต้น 12°) | เส้นทางที่ไหลผ่านและจุดที่หยุด |
| ปริมาณฝนวิกฤต | ขั้นแรกที่เซลล์ขององค์ประกอบพัง ถูกเศษหินดินไหลผ่าน หรือมีน้ำไหลบ่าเกินค่าที่กำหนด | เกณฑ์ฝนรายองค์ประกอบ พร้อมสาเหตุ |
Curve Number ให้ความลึกน้ำไหลบ่าตามฝนสะสมถึงขณะนั้น[tr55] ส่วนที่ไม่ไหลบ่าจะซึมลงดินและยกระดับน้ำใต้ดิน เร็วกว่าในแอ่งที่รับน้ำจากพื้นที่กว้างด้านบน จากนั้นแบบจำลองลาดอนันต์จะเทียบกำลังของดินกับน้ำหนักบนลาด โดยน้ำทำให้แรงเสียดทานลดลง[hammond] พารามิเตอร์ของดินไม่เคยรู้ได้แน่ชัด จึงสุ่มแต่ละค่ารอบค่ากลาง 200 ครั้ง และสัดส่วนครั้งที่ลาดพังคือความน่าจะเป็น
เศษหินดินไหลเริ่มจากจุดที่ฝนทำให้ลาดพัง และไหลตามทางที่ชันที่สุด หยุดเมื่อเส้นจากต้นทางถึงหน้าการไหลลาดน้อยกว่ามุมระยะไหล ซึ่งเป็นอัตราส่วนเชิงประจักษ์ระหว่างระยะดิ่งกับระยะทางที่เศษหินดินไหลไปถึง[corominas]
ดูพายุทีละขั้น
ไทม์ไลน์เล่นพายุซ้ำทีละขั้น ในไม่กี่มิลลิเมตรแรกจะเห็นเพียงไม่กี่จุด เมื่อพายุสิ้นสุด หน้าผาชันเหนือร่องห้วยจะเป็นสีส้มและแดง และเส้นทางเศษหินดินไหลลากจากตรงนั้นลงถึงก้นหุบเขา ป้ายชื่อองค์ประกอบที่เสี่ยงจะเปลี่ยนเป็นสีแดงในขั้นที่ได้รับผลกระทบ
ขั้นแรกของพายุ สีม่วง: พื้นที่ที่พังแม้ไม่มีฝน
หลังฝนสะสม 250 มม. ป้ายชื่อเปลี่ยนเป็นสีแดงเมื่อฝนถึงค่าวิกฤต
อีกสองชั้นข้อมูลแสดงส่วนต่างๆ ของห่วงโซ่ "น้ำไหลบ่า" ระบายสีพื้นตามปริมาณที่ไหลบ่าไปแล้ว ทำให้เห็นโครงข่ายทางน้ำ "เศษหินดินไหล" แสดงที่ที่การไหลจากจุดพังที่น่าจะเป็นเคลื่อนผ่าน (น้ำตาลอ่อน) และหยุด (น้ำตาลเข้ม)
น้ำไหลบ่าที่ฝนสะสมประมาณ 120 มม. เห็นโครงข่ายทางน้ำชัดเจน
เส้นทางและจุดสะสมของเศษหินดินหลังฝนที่ทดสอบทั้งหมด
ลาดที่พังแม้ไม่มีฝน
ในตัวอย่าง เมื่อใช้ดินค่าเริ่มต้น พื้นที่ 13.6 เฮกตาร์พังก่อนฝนจะตกสักหยด เป็นหน้าลาดที่ชันเกินไปสำหรับดินที่มีกำลังเท่านี้ ซึ่งในความเป็นจริงมักเป็นหินหรือหน้าผา แบบจำลองไม่สามารถกำหนดปริมาณฝนวิกฤตให้ได้ เพราะไม่ต้องใช้ฝนเลย และหากนับรวม ทุกองค์ประกอบใต้หน้าผาจะมีเกณฑ์เกือบเป็นศูนย์ จึงแสดงเป็นสีม่วง ไม่กำหนดเกณฑ์ ไม่ก่อเศษหินดินไหล และองค์ประกอบที่อยู่บนพื้นที่นั้นจะถูกทำเครื่องหมาย นี่คือกลุ่ม "ไม่เสถียรโดยไม่มีเงื่อนไข" ของ SHALSTAB[shalstab] ในจุดที่สำคัญ ควรใช้พารามิเตอร์ดินจากการสำรวจภาคสนาม
ตารางปริมาณฝนวิกฤต
ตารางแสดงองค์ประกอบที่เสี่ยงทั้งหมด เรียงจากเสี่ยงมากที่สุด พร้อมปริมาณฝนที่ได้รับผลกระทบและสาเหตุ ตัวอย่างที่ใช้ค่าพารามิเตอร์เริ่มต้น:
| องค์ประกอบ | ปริมาณฝนวิกฤต | สาเหตุ |
|---|
| Carretera Central (ช่วงถนน) | 1 มม. | เศษหินดินไหล |
| I.E. Inicial 520 | 7 มม. | ดินถล่ม |
| I.E. N° 1201 | 70 มม. | ดินถล่ม |
| Puesto de salud Quirio | 90 มม. | น้ำไหลบ่า |
| บ้านเรือน (สามกลุ่ม) | 140 มม. | น้ำไหลบ่า |
ถนนที่ได้รับผลกระทบที่ 1 มม. ไม่ได้เป็นการพยากรณ์ว่าฝน 1 มิลลิเมตรจะตัดขาดถนน แต่หมายความว่าเซลล์ที่ถนนผ่านอยู่ใต้ลาดที่อยู่ในสภาวะสมดุลพอดีในแบบจำลองนี้ ซึ่งเป็นกลุ่มที่อ่อนไหวที่สุด นั่นคือคุณค่าของตาราง: ลำดับว่าควรเฝ้าระวังอะไรก่อน เมื่อปรับเทียบกับเหตุการณ์ในอดีตและดินในพื้นที่ ค่าเหล่านี้คือพื้นฐานของเกณฑ์เตือนภัยล่วงหน้า ตารางส่งออกได้เป็น CSV และ GeoJSON ซึ่งเปิดได้ใน QGIS หรือ Google Earth
สิ่งที่ทำไม่ได้
- ไม่พยากรณ์ฝนและไม่บอกว่าลาดจะพังเมื่อใด บอกเพียงว่าแต่ละพื้นที่รับฝนได้เท่าใดภายใต้พารามิเตอร์ที่กำหนด
- ใช้ดินชนิดเดียวทั้งพื้นที่โดยคิดความไม่แน่นอน ไม่ใช่แผนที่ธรณีวิทยา หินโผล่ ดินเชิงเขา และดินถมจึงเหมือนกันหมด
- การซึมและน้ำใต้ดินถูกทำให้ง่ายขึ้น ไม่มีการไหลด้านข้างตามเวลา และไม่มีการระบายน้ำระหว่างพายุ
- ภูมิประเทศระดับโลก (ประมาณ 30 ม.) ทำให้ร่องห้วยเล็กและหน้าลาดชันเรียบลง DEM ในพื้นที่ให้ความชันที่ดีกว่า
- ไม่ใช้แทนการประเมินความเสี่ยงอย่างเป็นทางการ การสำรวจภาคสนาม หรือการปรับเทียบของระบบเตือนภัยล่วงหน้า
เอกสารอ้างอิง
- Urban Hydrology for Small Watersheds (Technical Release 55) — USDA Natural Resources Conservation Service. วิธี Curve Number และตาราง CN ตามสิ่งปกคลุมดินและกลุ่มดินทางอุทกวิทยา
- Level I Stability Analysis (LISA) Documentation for Version 2.0 — Hammond, Hall, Miller & Swetik, USDA Forest Service. ค่าความปลอดภัยของลาดอนันต์เมื่อพารามิเตอร์ดินไม่แน่นอน ประเมินด้วยมอนติคาร์โล
- แบบจำลองเชิงกายภาพของการควบคุมดินถล่มตื้นโดยภูมิประเทศ (A physically based model for the topographic control on shallow landsliding) — Montgomery & Dietrich, Water Resources Research 30(4). ปริมาณฝนวิกฤตจากภูมิประเทศและลาดอนันต์ รวมถึงกลุ่ม "ไม่เสถียรโดยไม่มีเงื่อนไข"
- มุมระยะไหลในฐานะดัชนีการเคลื่อนที่ของดินถล่มขนาดเล็กและใหญ่ (The angle of reach as a mobility index for small and large landslides) — Corominas, Canadian Geotechnical Journal 33(2). มุมระยะไหล (H/L) ของเศษหินดินไหลและดินถล่มประเภทอื่น
หาปริมาณฝนวิกฤตของดินถล่มจาก DEM และ KMZ ในเบราว์เซอร์