用多個 AI 打造防災SOP：從資料蒐集到流程整合的實務分享

最近為了把機動觀測站下放到各分署，我開始重新思考一件事：如果未來颱風來臨時，是由在地單位自行架設觀測設備，那我們現在的準備到底夠不夠？

問題很快就浮現出來。以「土壤含水量計」為例，廠商提供的使用手冊與安裝說明其實並不夠清楚，對於第一線人員來說，很難直接轉化成可操作的標準作業流程。這在平時也許還能容忍，但在災害應變情境下，模糊就是風險。

所以我換了一種做法。

我先用Perplexity蒐集相關技術資料，整理出初步版本；接著交給Gemini進行校正與補強；最後再交給 ChatGPT 做整體邏輯整合與細節補齊。透過多輪交叉驗證，把一份原本零散、不完整的資訊，逐步收斂成一套相對清晰的內容。

初步成果看起來還算像樣。

我想，這就是我們未來的工作模式——不是單一工具，而是「多個 AI 協作」，人負責判斷方向與品質，AI負責擴展與補全。關鍵不再只是「會不會用工具」，而是你能不能定義問題，並讓不同工具各自發揮價值。

IMKO TRIME PICO-32 土壤含水量計安裝與校正標準作業程序

適用於土石流現地觀測站監測

文件版本： 1.1（土石流監測修正版）
日期： 2026 年 3 月
應用場景： 土石流觀測站之表層入滲－中層含水狀態耦合監測
主要設備： IMKO TRIME PICO-32 土壤含水量計（TDR 式探針）
作者地點： Nantou County, Taiwan

1. 目的與適用範圍

本 SOP 用於指導於土石流觀測站設置 IMKO TRIME PICO-32 探針式 TDR 土壤含水量計，進行多深度梯度監測、入滲歷程追蹤、溼潤鋒傳遞分析與長期水文監測之作業規範。

本文件聚焦於：

儀器安裝
材料專屬校正
現地驗證
長期維護
資料解釋基本原則

本文件不包含正式預警閾值訂定程序；相關警戒條件應於累積足夠站址事件資料後，另依站別分析成果訂定。

1.1 適用條件

位置：臺灣及其他土石流潛在區位之固定式觀測站
監測目的：降雨入滲過程、溼潤鋒傳遞、土體飽和趨勢與含水變化監測
土壤類型：壤土、砂質壤土、細粒比例較高之風化土層
配合系統：可與降雨監測、地聲偵測、流量計、攝影機等資料聯合研判

1.2 不適用或應審慎使用條件

粗礫含量高、土體極不均質、塊石明顯發育之地層
探針周圍無法形成穩定密貼接觸之場址
受側向逕流、人工導水、管線漏水等強烈干擾區位
將本儀器直接作為孔隙水壓量測用途者

1.3 監測原理

土石流或淺層崩塌常見之水文發展歷程可概念化為：

降雨開始
   ↓
表層土壤含水量快速上升
   ↓
溼潤鋒向下傳遞
   ↓
中層土體含水狀態持續累積
   ↓
若深部排水不良或地下水抬升，可能促使孔隙水壓增加
   ↓
邊坡穩定性降低

PICO-32 的角色：量測表層至中層土壤之體積含水量與溫度變化，作為入滲過程、溼潤鋒傳遞與飽和趨勢判讀之依據。

重要說明：
PICO-32 不直接量測孔隙水壓。若監測目的包含孔隙水壓、地下水位或滑動面水壓變化，應另行設置孔壓計、地下水位計或其他適當儀器。

2. 儀器與裝備清單

2.1 核心設備

項目	規格	數量	用途
TRIME PICO-32 探針	探針長約 110 mm，量測直徑約 32 mm	3–5 支	多深度同步量測
資料記錄器	支援 2 路 0–1 V differential analog input，或相容 RS485 / IMP-Bus	1 套	高頻記錄
供電系統	DC 12 V（依儀器與記錄器規格配置），含太陽能與電池	1 套	24 小時不間斷供電
降雨計	翻斗式或容量式	1 支	降雨同步記錄
校正試樣容器	建議內徑 ≥ 100 mm、高度 ≥ 100 mm	8–12 組	材料專屬校正
鑽孔設備	手鑽或電動鑽	1 套	現地安裝
回填/泥漿製備工具	泥漿盤、攪棒、量尺、篩網	1 套	安裝接觸改善
測量與記錄工具	皮尺、水準儀、GPS、相機	1 套	位置、深度與現場紀錄

2.2 耗材

現地原狀土或同源細料土樣
去離子水或蒸餾水
標示牌、螢光漆、鐵釘
PVC 導管或電纜保護管
防水接頭、固定夾、標籤材料
密封袋、鋁盒、環刀或圓筒取樣器

2.3 土石流站建議配置：三點梯度監測

本 SOP 之表層感測深度，原則上以 10 cm 為優先配置。

其理由為 10 cm 深度較能反映降雨初期之表層入滲反應，適合用於掌握降雨事件開始後之快速含水變化，作為表層入滲監測之主要觀測深度。

惟當監測場址具有下列情形之一時，表層感測深度得由 10 cm 調整為 15 cm：

地表有明顯枯枝落葉層、腐植層或鬆散覆蓋層，致 10 cm 位置代表性不足。
表層 0–10 cm 受日照、蒸發、溫度變化或根系活動影響過大，易產生過度波動。
施工條件限制，無法於 10 cm 深度形成穩定且密貼之埋設狀態。
經前期試驗或試辦監測結果判定，15 cm 深度較能代表站址之淺層含水狀態。

採用 15 cm 時，應於站址設計說明、安裝紀錄及儀器履歷表中載明調整原因，並確認其監測目的已由「表層入滲起始反應」調整為「較穩定之淺層含水狀態監測」。

建議深度配置如下：

第一層：10 cm（原則）／15 cm（例外） — 表層入滲或淺層含水狀態監測
第二層：25–30 cm — 溼潤鋒向下傳遞與淺層累積監測
第三層：50 cm 左右 — 中層延時反應與含水累積監測

建議深度配置（示意）：

地表
├─ PICO-32 @ 10 cm（原則）或 15 cm（例外）  表層入滲／淺層含水狀態
├─ PICO-32 @ 25–30 cm                         溼潤鋒傳遞與淺層累積
├─ PICO-32 @ 50 cm                            中層延時反應
└─ 深層監測（如需孔壓、地下水位）應另設專屬儀器

說明：
上述深度為建議配置，實際深度仍應依坡地土層厚度、風化層分布、崩塌歷史、地質條件及施工可行性調整。若監測目的包含孔隙水壓、地下水位或滑動面水文變化，應另行配置專屬水壓類儀器，不得以 PICO-32 直接替代。

3. 安裝前準備

3.1 位置選定與地質確認

站址選擇
- 選在土石流潛勢溪溝、坡面集水路徑、或具代表性入滲控制區位
- 避免直接位於沖刷主流線、崩塌裸露面、道路排水集中處
- 優先選擇細粒土比例較高、具可重複監測代表性的土層
地質與場址調查
- 蒐集地形圖、地質圖、過往災害記錄與航照影像
- 確認表層風化土厚度、坡向、坡角、植生覆蓋與排水條件
- 若監測目標含滑動面水文變化，應規劃額外孔壓或地下水位監測
位置台帳
- 記錄站址座標（TWD97 或 WGS84）、海拔、坡向、坡角
- 拍攝站點全景與近景照片
- 繪製感測器配置草圖與儀器箱位置圖

3.2 試樣採集與基本檢測

採樣時機
- 新建站宜於施工前完成土樣採集
- 採樣深度應涵蓋預定感測深度附近土層
採樣方法
- 依土層條件使用適當之環刀、圓筒或薄壁取樣器採樣
- 樣品應密封保存，避免含水量改變
- 記錄採樣位置、深度、濕重、容器尺寸與現地狀況
基本檢測
- 粒度分析
- 顆粒比重
- 含水量
- 乾密度或濕密度
- 電導度或含鹽度
- 土壤分類（如 USCS）

3.3 PICO-32 出廠與到站檢查

確認型號、序號與採購文件相符
檢查探針外觀無彎曲、破損或腐蝕
確認電纜、接頭與防水保護完整
上電後確認：
- 儀器可正常通訊或輸出
- 各通道對應正確
- 溫度讀值與環境條件相符
- 已載入正確之校正設定或預設曲線
建立儀器履歷表：
- 序號
- 到站日期
- 安裝位置
- 通道編號
- 校正曲線編號
- 維護紀錄欄位

4. 室內材料專屬校正

4.1 校正目標

為降低土壤密度、土壤組成、含鹽度與溫度差異對量測結果之影響，應對各代表性土層建立材料專屬校正曲線。

4.2 校正樣本準備

乾燥基準組
- 將代表性土樣裝入校正容器
- 於 105 °C 烘乾至恆重
- 記錄乾質量與容器體積
高含水基準組
- 使用同源材料製備高含水或接近飽和試體
- 使水分分布均勻後量測
- 記錄濕質量與狀態說明
中間含水量組
- 製備多組不同含水量試體
- 各組密封靜置 24–48 小時
- 建議至少 6–8 個含水等級

4.3 校正量測程序

試體製備
- 儘可能控制試體密度接近現地代表值
- 記錄土樣來源、粒度、密度、溫度與電導度
插入探針
- 將 PICO-32 依預定安裝方向插入試體中央
- 確保探針周圍無明顯空隙
- 穩定後讀取 3 次取平均
含水量驗證
- 量測完成後取樣進行烘乾法
- 依體積與質量換算體積含水量
建立校正曲線
- 以儀器輸出值或原始量測值為橫軸
- 以體積含水量為縱軸
- 使用線性或二次迴歸擬合
- 視土壤特性保留最適模型
獨立驗證
- 以未參與擬合之樣本進行驗證
- 紀錄平均誤差、最大誤差與適用範圍

4.4 校正成果紀錄

每一條校正曲線至少應包含：

曲線編號
適用土層
土壤分類
粒度範圍
密度範圍
電導度範圍
溫度範圍
迴歸式
決定係數
驗證誤差
建立日期與操作者

4.5 多材料分層校正表（格式範例）

層位名稱	材料類型	試樣 ID	校正曲線編號	迴歸式	驗證誤差
淺層（0–0.5 m）	壤土	S-01~08	CAL-S-01	另附報告	另附報告
中層（0.5–1.5 m）	砂質壤土	M-01~08	CAL-M-01	另附報告	另附報告
深層（>1.5 m）	細粒風化土	D-01~08	CAL-D-01	另附報告	另附報告

5. 現地安裝標準

5.1 安裝設計原則

量測深度以探針中心深度為準
安裝時應優先確保探針與周圍土體密貼、無氣隙
若無法直接密貼埋設，可採鑽孔後以同源細料回填或泥漿輔助安裝
回填材料不得形成明顯人工導水通道

5.2 鑽孔深度速查表

表層感測深度原則採 10 cm；如符合本 SOP 第 2.3 節所列例外條件，得調整為 15 cm。
實際鑽孔深度應依探針中心深度、探針長度及施工安全餘裕共同決定。

監測目的	探針中心深度	安全餘裕	建議鑽孔深度	說明
表層入滲（原則）	10 cm	5 cm	20 cm	優先用於掌握降雨初期表層入滲反應
表層含水狀態（例外）	15 cm	5 cm	25 cm	適用於地表擾動大、厚有機層或 10 cm 代表性不足之場址
淺層累積	25–30 cm	5 cm	35–40 cm	用於觀測溼潤鋒向下傳遞與淺層累積
中層狀態	50 cm	5 cm	65 cm	用於觀測中層延時反應與含水累積

原則公式：
鑽孔深度 = 探針中心深度 + 探針半長 + 安全餘裕

施工說明：

第一層深度若採 15 cm，應於安裝紀錄表、配置圖及儀器履歷表中註明調整原因。
第二層建議設於 25–30 cm 間，實際位置應依土層厚度、坡面條件與第一層深度搭配調整。
各深度配置應避免過度接近，以利判讀表層快速反應、淺層累積與中層延時反應之差異。
若場址需進一步監測孔隙水壓或地下水位，應另設專屬儀器，不得以 PICO-32 代替。
鑽孔完成後，應確認孔壁穩定、探針周圍可形成密貼接觸，並避免因回填或泥漿施工造成局部人工導水通道。

5.3 鑽孔施工要點

定位
- 三孔水平距離建議 ≥ 1 m
- 避免直接位於根系密集區、裂隙帶或逕流集中區
鑽孔
- 逐孔鑽至設計深度
- 記錄孔深、土層變化、礫石與根系情形
- 若遇大礫或岩塊應調整孔位，不得強行施工
回填/泥漿材料準備
- 優先使用現地同源細料
- 去除粗礫、根系與異物
- 僅在需要改善接觸時加水製成均勻泥漿
- 不得使用與原地層性質差異過大之人工回填材

5.4 分層安裝程序

第 1 孔（10 cm 為原則，15 cm 為例外）

於孔底少量放入同源細料或少量泥漿
緩慢放入探針，避免碰撞孔壁
確認探針中心位於設計深度
以同源細料或泥漿填補周圍空隙
固定電纜並完成標示

第 2 孔（25–30 cm）

依第 1 孔相同步驟辦理
確認深度、接觸狀況與標籤一致

第 3 孔（50 cm）

施工時應特別注意孔壁穩定
分次填補、分次確認探針位置
安裝後再次確認電纜張力與孔口固定

5.5 安裝品質要求

探針不得外露
探針周圍不得有明顯空洞
電纜不得受拉扯、扭曲或急彎
孔口應妥善封護，避免地表逕流直接灌入
每支探針應有唯一識別碼

5.6 固結期與穩定監測

固結期
- 安裝後建議觀察 3–7 天
- 期間避免人為踩踏、劇烈振動或人工灌水試驗
每日檢查
- 檢查訊號是否穩定
- 記錄時間、溫度、各深度讀值與天氣條件
- 若出現持續異常漂移，應檢查接觸狀況與通道設定
啟用條件
- 讀值趨勢穩定
- 無明顯施工擾動效應
- 通訊與供電正常

5.7 電纜敷設與保護

電纜應集中導向儀器箱
優先埋設或套管保護
穿越裸露坡面或易踩踏區時加強固定
接頭採防水處理
進箱前應設滴水彎與固定點

6. 資料蒐集與高頻監測

6.1 記錄器設置

硬體連接

CH1：PICO-32（10 cm 或 15 cm）
CH2：PICO-32（25–30 cm）
CH3：PICO-32（50 cm）
CH4：降雨計

軟體設定建議

平時：1 小時一次
降雨期間：5–10 分鐘一次
雨停後 24 小時內：維持 5–10 分鐘一次

重要說明

若採類比輸入，應確認記錄器輸入方式、量測範圍與通道校正式一致
若採數位通訊，應建立通訊位址、輪詢週期與異常重試機制

6.2 降雨期間操作

降雨開始後，自動或手動切換至高頻模式
確認各深度訊號持續更新
必要時進行人工巡檢，確認：
- 供電正常
- 通訊正常
- 電纜與接頭完好
- 雨量資料與含水量資料時間同步

異常判讀示例

正常：表層先變化，較深層延後反應
異常：三層同時劇烈跳動，可能為接觸不良、電氣干擾、孔口灌流或外部入水造成

6.3 雨停後監測

雨停後持續高頻記錄至少 24 小時
觀察各深度回降歷程
記錄回穩時間與是否存在滯留高含水狀態

7. 現場校正驗證

7.1 時機與方法

安裝後 7–14 天內進行首次驗證
之後建議每 3–6 個月定期驗證一次
驗證點應位於感測深度附近且避免直接破壞感測器本體

7.2 對標程序

記錄採樣時刻之感測器讀值
於鄰近代表位置採集土樣
進行烘乾法測定實際含水量
轉換為體積含水量後與儀器讀值比較

7.3 調整原則

若誤差穩定且可接受，維持現有曲線
若出現系統性偏差，檢查：
- 曲線適用性
- 密度差異
- 安裝接觸品質
- 土樣代表性
必要時重建或更新校正曲線，並變更曲線版本號

8. 長期維護與資料管理

8.1 定期檢查清單

檢查項目	頻率	檢查方法	異常判斷
電纜完整性	每週	目視、導通檢查	破損、鬆脫、斷線
通訊信號	每日	記錄器狀態檢查	連續無訊號
數據品質	每週	時序圖檢視	噪音、跳值、長期漂移
電源狀態	每週	電壓量測	電壓異常
感測器周邊地況	每月	現場目視	沉陷、沖刷、孔口破壞
雨量資料一致性	每半年	比對校驗	誤差過大

8.2 故障排除

症狀	可能原因	排除方式
讀值長期單調上升	安裝擾動未穩定、局部積水、孔口導水	持續觀察；檢查孔口封護與周邊排水
讀值長期不變	接觸不良、通道錯誤、感測器異常	檢查接線、通道設定與安裝狀態
完全無訊號	供電中斷、電纜故障、接頭損壞	逐段檢查並更換故障部件
降雨時異常跳躍	EMI 干擾、接觸不良、孔口灌流	檢查接地、屏蔽、孔口保護與固定
溫度值異常	感測器故障或通道設定錯誤	比對現地溫度並檢查通道設定

8.3 月報與資料保存

月報內容

各深度含水量時序圖
降雨與含水量對照圖
重要事件摘要
異常資料說明
設備維護紀錄
後續改善建議

保存機制

原始資料：本地端與雲端雙重備份
維護紀錄：紙本或電子表單保存
校正報告與版本表：集中歸檔管理

9. 資料解釋與工程應用

9.1 含水量變化模式

案例 1：短時小雨

時間	P1	P2	P3	雨況
0 min	18%	22%	20%	開始降雨
10 min	22%	23%	20%	入滲中
20 min	26%	25%	21%	表層反應明顯
30 min	28%	28%	22%	淺層開始累積

案例 2：連續大雨

時間	P1	P2	P3	累積雨量	狀態
0 h	18%	22%	20%	0 mm	開始
1 h	35%	28%	21%	20 mm	表層快速上升
2 h	39%	35%	25%	40 mm	中層開始明顯反應
3 h	41%	38%	28%	60 mm	全剖面含水累積

9.2 表觀儲水變化率

定義：在特定深度區間內，單位時間之含水量變化所代表的表觀儲水變化速率。

公式如下：

[
q_{app} = \frac{\Delta \theta \times \Delta z}{\Delta t}
]

其中：

( \Delta \theta )：體積含水量變化
( \Delta z )：代表厚度
( \Delta t )：時間差

示例：
若 10 分鐘內 P1 由 18% 上升至 26%，即 ( \Delta \theta = 0.08 )；
若採代表厚度 ( \Delta z = 10 \text{ cm} )，則：

[
q_{app} = \frac{0.08 \times 10}{10} = 0.08 \text{ cm/min}
]

約為 4.8 cm/h。

注意：
此值為表觀儲水變化率，並非嚴格意義之真實入滲通量；僅可作為比較不同事件或不同站址反應快慢之指標。

9.3 表觀溼潤鋒傳遞速度

若已知兩個深度的感測器出現明顯反應之時間差，可估計表觀溼潤鋒傳遞速度：

[
v_{wf,app} = \frac{\Delta z}{\Delta t}
]

例如：

P1（10 cm）明顯反應時間：5 min
P2（25 cm）明顯反應時間：20 min

則深度差為 15 cm，時間差為 15 min：

[
v_{wf,app} = 1 \text{ cm/min}
]

即約 10 mm/min。

注意：
此值為訊號傳遞意義下之表觀速度，不等同於實際孔隙水流速或 Darcy 流速。

10. 檢查表與工程交接

10.1 安裝前檢查表

PICO-32 數量齊備，外觀完整
儀器履歷表已建立
校正試樣與校正容器備妥
記錄器相容性確認完成
供電系統測試完成
站址與配置圖確認完成
土樣採集與基本物理試驗完成
團隊施工與資料流程說明完成

10.2 安裝完成檢查表

10.3 工程交接文件包

安裝位置圖與配置圖
土樣基本試驗報告
校正報告與曲線版本表
儀器設備清單與序號表
記錄器設定與備份說明
定期檢查與維護表
現地培訓紀錄

11. 補充說明：土石流站特殊考量

11.1 多站聯網監測

若有多個觀測站，建議建立統一資料平台，以利：

多站含水量資料比對
降雨事件同步分析
區域型坡地含水狀態評估

11.2 定期重新校正

建議每 12–24 個月檢討：

感測器狀況
現地驗證誤差
校正曲線適用性
站址土體條件是否改變

必要時重新進行材料校正。

11.3 與其他感測器整合

土石流站常見感測器包括：

降雨計
地聲感測器
影像監測設備
流量計
孔壓計或地下水位計

其中：

PICO-32 負責含水量與溫度資訊
孔壓與地下水位應由專屬水壓類儀器量測

12. 相關標準與參考資料

12.1 國際標準

ASTM D6780/D6780M：以 TDR 探針進行原位土壤含水量與密度測試之相關方法
ASTM D2216：土壤與岩石含水量烘乾法
ISO 17892-1：Geotechnical investigation and testing — Laboratory testing of soil — Part 1
ISO 11461：Soil quality — Determination of soil water content as a volume fraction
ISO 16586：Soil quality — Determination of soil water content as a volume fraction on the basis of known dry bulk density
ISO 18674-4：Geotechnical investigation and testing — Geotechnical monitoring by field instrumentation — Part 4: Measurement of pore water pressure

12.2 臺灣相關文件

農業部農村發展及水土保持署相關固定式觀測站建置與維護文件
土石流防災資訊系統相關操作指引
各站別既有監測與維護規範

12.3 廠商文件

IMKO TRIME PICO-32 操作手冊
IMKO 校正與安裝技術文件
PICO 系列應用案例與設定說明

文件簽核

版本歷程：

v1.0（2026 年 3 月 18 日）：初版完成，土石流監測專用版
v1.1（2026 年 3 月 18 日）：修正監測物理量、安裝與校正邏輯，刪除預警閾值章節，增列適用限制，並調整深度配置為 10 cm 為原則、15 cm 為例外條件

簽核欄

編製人：
審核人：
核准人：
生效日期：2026 年 3 月 20 日

備註：
本 SOP v1.1 為修正版，聚焦於感測器安裝、校正、驗證與維護。正式站別預警條件應另依歷史事件、地質條件與監測成果建立，不宜直接併入本版 SOP。

2026年3月26日 星期四

【AI活用案例】用多個 AI 打造防災SOP：從資料蒐集到流程整合的實務分享