土石流現地監測與流動型態分析

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姓名

陳威宏(Wei-Hung Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

土石流現地監測與流動型態分析

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摘要(中)

降低土石流事件造成的災害，除了透過工程設施來抑制土砂沖蝕堆積外，並應加強土石流避難訓練及土石流防災預警監測系統，以提升土石流發生時之防災應變能力。本研究在苗栗三義火炎山一號坑進行現地監測土石流，分析2015年5月28日及其後幾起零星的小規模土石流事件之水文及地貌變化。2016年6月13日土石流事件中由超聲波傳感器可知其最大流動高度約2公尺，而由一維地聲儀透過快速傅立葉轉換後得知，土石流的地表振動主頻律帶介於30-40Hz之間，藉由現地影像、顆粒組成粒徑及估算流動速度，可歸納本起事件為礫石型的土石流類型。觸發土石流多半肇因於流域內的降雨條件，歸納火炎山一號坑現地土石流與雨量的特性分析，主要受到前期降雨所影響，在上游崩塌區的土砂沖蝕作用，降低了土石流的臨界雨量門檻值。研究發現觸發火炎山土石流降雨強度近年有下降趨勢，亦表示當有足夠的堆積土砂量，較小的降雨強度在短延時的情況下即有可能觸發土石流。
研究結果首先透過回顧國外土石流監測站的研究流域及其使用到的監測儀器與本研究監測站進行彙整並比較差異。安置於火炎山一號坑現地的縮時攝影、CCD首先進行尺規建立及影像判釋，而透過地聲、超聲波來了解土石流事件發生時地表振動頻率及其流動深度等特性，最後藉由估算流動速度及影像判釋土砂顆粒組成粒徑分布來分析流動型態，歸納各起事件的流動型態、降雨特性及流動距離。

摘要(英)

The in-situ monitoring of debris flows in Hoyenshan,Miaoli,Taiwan was performed in this study by exploring the events of May 28, 2015 and several sporadic small debris flows then after. The debris-flow event in June 13, 2016 with a maximum flow height of 2 m, and its ground vibration frequency is within the range of 30-40Hz. According to the CCD images, particle sizes and then flow velocities, the flow type can be categorized into the gravelly debris flow.
Most of the debris flows were triggered by short rainfall. The study found that the rainfull threshould for Hoyenshan debris flows has been declining in recent years.

關鍵字(中)

★ 土石流
★ 地聲
★ 超聲波
★ 快速傅立葉
★ 流動速度

關鍵字(英)

★ debris flow
★ ground vibration
★ ultrasonic
★ Fast Fourier transform(FFT)
★ flow velocity

論文目次

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 X
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究內容與方法 3
1.4 論文架構 3
第二章文獻回顧 6
2.1 現地土石流監測相關文獻 6
2.1.1 土石流概述與流動特性 6
2.1.2 分析土石流的流動特性 7
2.1.3 土石流體積計算 8
2.1.4 土石流流速 9
2.1.5 降雨量造成土石流之相關性 10
2.1.6 土石流地聲相關特性 12
2.1.7 土石流預警監測系統 14
第三章研究與分析方法 16
3.1 現地監測系統 16
3.1.1 研究區域 16
3.1.2 現地監測設備 18
3.1.3 研究區域與監測儀器位置 21
3.2 現地土石流監測站與國外監測站之比較 23
3.2.1 土石流監測站彙整 28
3.3 分析方法 29
3.3.1 頻譜分析 29
3.3.2 影像分析 30
第四章結果分析與討論 31
4.1 現地監測影像 31
4.1.1 2016 年 8 月 12 日高含砂水流事件 37
4.1.2 2016 年 8 月 16 日小規模土石流事件 41
4.1.3 2016 年 8 月 18 日小規模土石流事件 46
4.1.4 2016 年 9 月 6 日高含砂水流事件 50
4.1.5 2017 年 6 月 4 日小規模土石流事件 54
4.2 20160613土石流事件地聲資料分析 63
4.3 20150528土石流速度之分析 68
4.4 20160613土石流速度之分析 77
4.5 降雨量分析 86
第五章結論與建議 96
5.1 結論 96
5.1 建議 98
參考文獻 99

參考文獻

參考文獻
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指導教授

周憲德

審核日期

2017-7-26

推文