火炎山土石流之降雨特性及地貌演變分析

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姓名

蔡勝棠(Sheng-Tang Tsai) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

火炎山土石流之降雨特性及地貌演變分析

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摘要(中)

本研究於苗栗縣三義鄉火炎山一號坑進行土石流現地監測，分析2017年五次土石流事件對地形及地貌的影響。火炎山從2012年10月至2018年，整體溪床呈現淤積情形，其中上游段坡度增加，其餘區段變化則不顯著，土石流停至坡度大致落在10.8至11.8度之間。相較於2016年前的土石流事件，火炎山土石流的降雨強度與降雨延時門檻值有下降的趨勢。本研究分析2016年至2017年間八次土石流事件的雨量相關特性，歸納出土石流發生時的時雨量是影響土石流移動距離之重要因子。由三維地聲儀所得到土石流的地聲訊號，得知土石流主要頻率介於15至40赫茲之間。所測得訊號進行振幅法與脈衝法轉換，可有效降低訊號資料儲存量。使用振幅法轉換能降低背景雜訊，使土石流通過時所產生之峰值較為顯著；使用脈衝法則能大量降低訊號儲存量，但門檻值之選擇會影響對土石流發生的判釋。本研究定義火炎山一號坑，各地聲測站的土石流門檻值，測站一(Geo1)垂直向、南北向以及東西向之門檻值依序為20、50、4000 μm/s；測站二(Geo2)各方向之門檻值則均為20 μm/s。

摘要(英)

This field study is located at the Houyenshan of San Yi, Miaoli, Taiwan, and the influence of five debris flow events on landforms in 2017 is analyzed. The whole terrain of Houyenshan has been silted up since October 2012, but only the slope of the upper reach increased, and the threshold of rainfall intensity for debris flows in the Houyenshan area declines. The rainfall characteristics of the eight debris-flow events from 2016 to 2017 have been analyzed, and the important factors affecting the moving distance of debris flows are summarized. The deposition angles for debris flows are generally within the range of 10.8 to 11.8 degrees. The ground motion velocities caused by debris flows are measured by two three-dimensional Geophones. The main vibration frequencies of the debris flows are between 15 - 40 Hz. The velocity thresholds of Station Geo1 in Z, Y, X directions are 20, 50, 4000 μm/s, respectively. While the thresholds of all directions of Station Geo2 are 20 μm/s.

關鍵字(中)

★ 火炎山
★ 土石流
★ 降雨
★ 地聲訊號

關鍵字(英)

★ Houyenshan
★ Debris flows
★ Geophone
★ Rainfall threshold

論文目次

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 2
1.4 論文架構 2
第二章文獻回顧 5
2.1 土石流概述與流動特性 5
2.2 土石流流速與量體計算 6
2.3 土石流與降雨量之相關性 6
2.4 土石流地聲訊號特性 8
第三章研究與分析方法 9
3.1 現地監測系統 9
3.1.1 研究區域 9
3.1.2 現地監測設備 11
3.1.3 監測儀器安裝位置與考量 18
3.2 分析方法 19
3.2.1 頻譜分析 19
3.2.2 現地測量 20
3.2.3影像分析 21
第四章結果分析與討論 22
4.1 現地監測影像 22
4.1.1 2017年6月4日小規模土石流事件 22
4.1.2 2017年6月14日土石流事件 35
4.1.3 2017年6月15日大規模土石流事件 49
4.1.4 2017年7月4日小規模土石流事件 69
4.1.5 2017年7月30日土石流事件 76
4.2 土石流事件後影像對照分析 78
4.2.1 2017年6月4日事件後地貌變化 78
4.2.2 2017年6月14日及15日事件後地貌變化 80
4.2.3 2017年7月4日事件後地貌變化 86
4.2.4 2017年7月30日事件後地貌變化 87
4.3 2017年火炎山斷面測量成果與分析 91
4.3.1 左、右支流橫剖面量測成果 92
4.3.2 下游段橫剖面量測成果 94
4.3.3 火炎山一號坑深槽縱剖面 98
4.4 降雨量分析 100
4.5 地聲訊號分析 109
4.5.1 地聲訊號頻譜分析 109
4.5.2 地聲訊號脈衝法及振幅法轉換 114
第五章結論與建議 118
5.1 結論 118
5.2 建議 119
參考文獻 120

參考文獻

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[3] 高百毅(2010)，「土石流舌狀堆積特性之探討」，國立中興大學水土保持研究所，碩士論文。
[4] 行政院農業委員會水土保持局 (2005)，「水土保持手冊」。
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[6] 詹錢登 (2002)，「土石流發生降雨警戒值模式之研究」，行政院農委會水土保持局科技計畫。
[7] 張駿 (2015)，「土石流地聲與流動特性之室內實驗與現地監測」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文。
[8] 陳威宏 (2017)，「土石流現地監測與地聲試驗分析」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文。
[9] 楊祥霖 (2014)，「火炎山土石流之現地監測與影像及地聲分析」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文。
[10] Arattano M., and Marchi L. (2008), “System and Sensors for Debris-flow Monitoring and Warning”, Sensors , 2436-2452.

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指導教授

周憲德

審核日期

2018-7-26

推文