博碩士論文 88322024 詳細資訊




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姓名 姚善文( Chan-Wen Yao)  查詢紙本館藏   畢業系所 土木工程學系
論文名稱 土石流發生之水文特性探討
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摘要(中) 在理論推導方面,本研究係延伸Woodhiser之推導公式,推求土壤分層時之水流狀況,比較地下水流與地表水流之不同之處。在模擬實驗方面,對土砂壩在不發生潰壩的條件下進行模擬,以了解土壩之穩定情形,及預防其發生崩壞而在下游產生土石流之臨界條件,並配合上述之理論推導探討土層內之水流狀況,以提供定量之潰壩參考依據。
摘要(英) Rainfall condition plays a crucial role of hillside fields’ stabilities in Taiwan’s environmental conditions. It is easier to examine, and less influenced by human activities, when compared to physiographic examinations. Therefore, the rainfall data is collected and the hydrologic statistics is analyzed. Keefer’s model is adopted to develop Taiwan’s local warning system.
In theory application, this study extends Woodhiser’s model to find the water depths both above and inside the soil. The experimental verification is performed to check the validity of modified Dupuit seepage model.
關鍵字(中) ★ 土石流 關鍵字(英)
論文目次 頁次
中文摘要 I
英文摘要 II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 VIII
符號說明 IX
第一章 前言 1
1.1 台灣地區引發土石流之地文因子 2
1.2 台灣地區引發土石流之水文因子 3
1.3 研究方法 4
1.4 本文架構 5
第二章 前人研究 6
2.1 土石流的物理性質 6
2.1.1 土石流組成特性之分類 6
2.1.2 土石流的特性 6
2.1.3 土石流的形成、運移和堆積過程 7
2.2 降雨激發土石流之力學機制 8
2.3 文獻回顧 8
2.3.1 土石流發生時的降雨狀況 8
2.3.2 土石流發生之臨界雨量判別式 11
2.3.3 發生土石流降雨造成土體之變化 15
第三章 引發土石流之相關水文因子 17
3.1 地表水 17
3.1.1 雨型 18
3.1.2 降雨量 19
3.1.2.1 前期降雨量 20
3.1.2.2 累積降雨量與有效累積降雨量 21
3.1.3 降雨強度、降雨延時及累積雨量 21
3.2 地下水 22
3.2.1 土壤之滲透 23
3.2.1.1 滲透係數實驗 23
3.2.1.2 土壩滲透實驗 28
3.2.2 土壤分層之理論推導 33
第四章 土石流發生之臨界降雨值之推估 41
4.1 台灣500個土石流危險分佈區 41
4.2 台灣地區降雨特性分析 41
4.2.1 台灣地區的降雨記錄 42
4.2.2 台灣地區近年來之土石流例分析 43
4.2.2.1 降雨延時、平均降雨強度、累積雨量與發生次數之關係
43
4.2.2.2 累積雨量、有效累積雨量與降雨強度 44
4.2.2.3 有效累積雨量與最大時雨量 45
4.2.2.4 有效降雨強度及降雨延時 45
4.2.3 小結 46
4.3 利用Keefer方法推求台灣地區土石流發生之啟動線 47
第五章 結論與建議 49
5.1 結論 49
5.2 建議 51
參考文獻 53
圖目錄
頁次
圖2.1 降雨引發土石流示意圖 73
圖2.2 最大時雨量與累積雨量之關係圖 73
圖2.3 土砂災害發生時之降雨狀況模式圖 74
圖2.4 土砂災害發生雨量的有效延時和 的關係圖 74
圖2.5 直到p點的連續雨量和 的關係圖 75
圖2.6 土石流發生的時刻和降雨尖峰的關係圖 75
圖2.7 含滲漏之地表漫地流示意圖 76
圖2.8 漫地流集流點之流量歷線圖 76
圖2.9 六甲山系有效雨量與有效雨量強度關係圖 77
圖2.10 土石流發生之降雨強度與降雨延時關係圖 77
圖2.11 中國大陸蔣家溝土石流預報圖 78
圖2.12 土石流發生臨界降雨線的設定圖 78
圖2.13 地下水流動產生土石流 79
圖2.14 雨量記錄及nest3處所量測之水壓記錄 79
圖2.15 三層之水筒模式 80
圖2.16 不同土層之滲流情形 80
圖2.17 土石流發生之降雨強度與降雨延時關係圖 81
圖2.18 土體滑動之臨界線例 81
圖3.1 土石流發生之水文因子流程圖 82
圖3.2 颱風降雨之雨型 83
圖3.3 銅門土石流(1990)之降雨組體圖 84
圖3.4 新店北宜路土石流(1998)之降雨組體圖 84
圖3.5 一連續降雨和前期降雨示意圖 85
圖3.6 定水頭滲透係數實驗配置圖 85
圖3.7 變水頭滲透係數實驗配置圖86
圖3.8 定水頭滲透實驗之實驗vd-i值86
圖3.9 變水頭滲透實驗之實驗k-n值87
圖3.10 Dupuit滲流公式示意圖87
圖3.11 土壩滲透實驗配置圖88
圖3.12 三角形壩體下游坡度20度時之理論與實驗值關係圖88
圖3.13 三角形壩體下游坡度36度時之理論與實驗值關係圖 89
圖3.14 分層水筒模式示意圖 89
圖3.15 分層公式土壤上層地表逕流之距離與水深關係圖 90
圖3.16 分層公式土壤內層地下水之距離與水深關係公式驗證圖 90
圖3.17不同滲流量時之距離與水深關係圖 91
圖4.1 台灣500個土石流危險分布區 92
圖4.2(a) 台灣地區歷年土石流發生之降雨延時與發生次數關係 93
(b) 台灣地區歷年土石流發生之平均降雨強度與發生次數關係 93
(c) 台灣地區歷年土石流發生之累積雨量與發生次數關係圖 94
圖4.3(a) 台灣地區歷年土石流發生之累積雨量和降雨強度關係圖 94
圖4.3(b) 台灣地區歷年土石流發生之有效累積雨量和有效降雨強度關係
圖 95
圖4.4 台灣地區歷年土石流發生之有效累積雨量和最大時雨量關係圖95
圖4.5 台灣地區歷年土石流發生之有效降雨強度和降雨延時關係圖96
圖4.6 利用Keefer之公式所推導之土石流起動線96
表目錄
頁次
表1.1 台灣地區土石流災害統計(民國75年以後) 60
表2.1 砂礫型土石流與泥流型土石流之區別61
表2.2 日本建設省制定之土石流發生臨界坡度61
表2.3 不同地區激發土石流所需之降雨條件61
表2.4 土石流水文因子相關學者之研究62
表3.1 台灣地區(民國70~89年)土石流案例之累積雨量及水文因子統計表
63
表3.2 台灣地區(民國70~89年)土石流案例之有效累積雨量統計表64
表3.3 滲透係數之定水頭試驗實驗數據65
表3.4 滲透係數之變水頭試驗實驗數據66
表3.5 水壩滲透實驗之相關試驗條件67
表3.6 水壩滲透實驗之實驗數據67
表3.7 水壩滲透實驗之實驗數據與理論時間之比較(下游坡度20°)68
表3.8 水壩滲透實驗之實驗數據與理論時間之比較(下游坡度36°)68
表3.9 土壤分層公式式(3.15)與式(3.17)之驗證69
表4.1 台灣地區日雨量超過1000mm之記錄70
表4.2 台灣地區各延時最大降雨記錄71
表4.3 日本、世界各延時之最大降雨記錄72
[ 參考文獻]
參考文獻
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指導教授 周憲德(Hsien-Ter Chou) 審核日期 2001-7-12
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