在全球氣候變遷和極端降雨頻率增加的影響下，土砂災害的發生頻率與規模日益提升，不僅威脅到山區居民的生命財產安全，還可能對下游地區的基礎設施造成重大損害。因此，如何有效監測並預測土砂災害，成為防災領域的重要課題。

以今年(113年)0403花蓮地震造成1942處新生崩塌為起點，其後隨降雨事件造成多處土石流災害事件發生。過往土石流潛勢溪流集水區往往欠缺災害事件發生之雨量與土砂流出動態過程，不利探索颱風或地震後土砂災害的時空變化歷程。因此，針對傳統的數據分析與現場勘查方法在記錄災害動態過程上不足之處，特別是在快速變化的降雨條件下，難以即時捕捉與之相應的土砂運動細節。為深入研究現地土砂災害中雨量與土砂流動過程的關係，嘗試引入縮時攝影技術，以高頻次拍攝的方式，記錄土砂災害過程中溪流水流與土砂運動的動態變化。縮時攝影不僅能提供直觀的視覺化資料，還可以補充數據監測中可能遺漏的時空細節，有助於更準確地理解災害觸發機制與演化模式。

本篇電子報以嘉義縣中埔鄉中崙村「嘉縣-DF051」土石流災害事件為例(圖一)，介紹縮時攝影技術於現地土砂災害檢證的應用潛力，並探討其在未來災害監測與研究中的發展方向。

縮時攝影是一種以高頻率拍攝連續影像，並將長時間的動態壓縮至短影片的技術，特別適合用於觀察自然環境中緩慢或周期性的變化。核心原理是調整影格速率→即每秒播放的影像數目。在一般影片中，影格速率與播放速度相同，呈現自然的動作流暢度。而在縮時攝影中，影格速率大幅降低，允許攝影機以更長的時間間隔內拍攝影像，最後將這些影像串接成影片，以呈現時間快速流逝的效果。這類影片製作過程與逐格動畫類似，透過不斷拍攝靜態影像並加以編輯，使畫面彷彿動起來。

專業縮時影片通常由一系列高解析度的原始影像組成。相機在拍攝時設定特定間隔進行拍攝，而非錄影模式，這不僅節省記憶體空間，還允許使用較慢的快門速度來捕捉夜間或低光環境下的細節。在土砂災害研究中，縮時攝影提供了一種直觀且高效的方式，能記錄災害過程中的動態變化，補足傳統監測技術在時間與空間解析度上的不足。

筆者與研究團隊選用「BCC300M縮時攝影相機套組」(圖二)作為現地監測工具，內建高效能鋰電池，可連續運行數週，其拍攝時間間距和解析度均可自由設定，滿足長時間高頻率監測的需求。本研究在相機拍攝間距設定為每分鐘拍攝一張照片，拍攝時間為整天，使用16GB記憶卡存儲影像數據，記錄整個降雨觀測期的影像。觀測地點為嘉義縣中埔鄉中崙四號橋上游的土石流潛勢溪流「嘉縣-DF051」，於113年9月12日於現場架設縮時攝影機進行拍攝(圖三)。

該溪流於今(113)年6月發生土石流災害，導致下游道路受損與保全對象房屋掩埋(圖四)，因該土石流集水區上游崩塌區仍具大量土砂殘存於坡面上，極有可能因降雨再次發生土砂災害，為分析土砂災害的動態變化，研究團隊於8月16日完成現場勘查，選定適合架設相機的位置，並於9月12日至10月11日間進行為期30日的觀測。觀測期間，亦同步記錄鄰近雨量站的降雨資料，為集水區土砂流動影像數據提供參考依據。透過縮時攝影觀測資料，其能夠提供集水區降雨逕流及土砂運動等動態細節，尤其是在不同雨量條件下的變化過程。這些影像資料不僅提供直觀的現地變化紀錄，也為後續分析土砂運動機制及災害觸發條件提供寶貴的基礎。

相機在啟動後從9月12日13:00持續運作至9月21日22:27，因電池電量耗盡停止拍攝，期間總計運行9天，拍攝了約14.4GB的影像資料(圖五)，以上述時間統計得知，平均每日影像拍攝所需記憶體容量為1.6GB，晚上所需要的記憶體量比白天多，未來架設縮時攝影機可以此案例，作為設站需求規劃。拍攝期間的降雨資料以鄰近雨量站「汶水國小(81M690)」為主，記錄5場降雨事件(圖六、表一)。根據雨量資料分析結果，9月13日的最大時雨量達59.5 mm/hr，9月20日達37.5 mm/hr，另有幾場雨量較低的事件分別發生於9月19日（34 mm/hr）與9月18日（28 mm/hr）。這些降雨事件與縮時攝影資料結合後，可以進一步由土砂動態過程研究集水區降雨逕流與土砂運動的臨界條件。

在9月13日的最大時雨量為59.5 mm/hr (圖七)，影像顯示上下游防砂壩的壩體表面在14:00時僅有少量溪水匯集。至15:00，溪水流量顯著增加，上游防砂壩的溢洪口溪水寬度由90公分增至360公分，下游防砂壩的溪水寬度則由90公分增至450公分。到15:30，水流寬度變大且呈泥水混濁狀態，顯示上游土砂受降雨驅動遞移至下游的跡象(圖八)。

在9月20日降雨事件中（最大時雨量37.5 mm/hr）(圖九)，由觀測影像顯示，14:00時上下游防砂壩的壩體表面僅有溪水流動，至15:00，溪水流量明顯增加且水質混濁，上游防砂壩的溪水寬度達620公分，下游防砂壩寬度亦達450公分(圖十)。其最大時雨量雖較9月13日觀測降雨量小，但累積雨量較大，亦反應於該集水區所驅動土砂運動狀況，是以在此雨量條件下防砂壩上水流寬度明顯變大。

在9月19日的最大時雨量為34 mm/hr (圖十一)，依據觀測影像資料顯示14:00至16:00期間於上下游壩體的溪水表面流動未見大幅度變化，其溪水由清澈轉為混濁泥水狀，但未見顯著的土砂遞移運動(圖十二)。同樣地，9月18日（最大時雨量28 mm/hr）的影像顯示(圖十三)，雖然溪水流量稍有提升，僅較細微顆料受水流驅動使溪水呈現混濁黃褐色，但較大土砂顆料基本保持穩定，無明顯運動現象。

本次研究成功利用縮時攝影技術觀測到集水區降雨逕流與土砂運動間動態資料，證明其具有時空監測效益。然而，研究過程中也面臨相關的挑戰，例如電池容量的限制使得長期連續拍攝時間不足，記憶卡的存儲空間在長期拍攝中面臨壓力。針對這些課題，未來可評估採容量較大的乾電池取代現行設備所用電池以延長設備運行時間，並搭配更大容量(128G)的存儲設備，進一步提升長期拍攝所需儲存容量，並由多部縮時攝影機拓展上下游觀測範圍，提供更全面的土砂災害的監測。

依據目前所觀測結果表明，嘉縣DF051其上游崩塌產生大量土砂易受降雨沖蝕影響，即產生不同程度土砂運移，致使溪流呈現混濁黃褐色，且雨量越大，由監測影像顯示防砂壩上水流寬度亦相應增大。在觀測降雨期間，當降雨發生，溪水攜帶細微土砂能力大幅提升，導致細顆粒土砂隨水流往下游遞移 (圖十四)，此亦表示目前於上游崩塌所產生細粒土砂相當多，其易因降雨發生而隨逕流往下游輸送。後續對於本集水區土砂運動的時空特徵，將以多部縮機攝影機觀測上下游防砂壩的溢洪口區域，以瞭解該集水區之降雨與土砂運動關係，並針對此土石流潛勢區與集水區持續研究其降雨量與流量之變化歷程，提供更多現地動態細節，作為土石流災害研究之基礎資料。

1.　研究團隊資料
2.　農村水保署FEMA系統