集水區險峻值與地文因子之統合探討

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姓名

陳筠翰(Yun-Han Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

集水區險峻值與地文因子之統合探討

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摘要(中)

本研究之研究目的為藉由地理資訊系統(GIS)解析數值地形模型(DEM)之
資料，並萃取流域內之地貌參數計算各集水區內其溪流點的集水區險峻值
(Melton Ratio)，並將各個集水區內其溪流點依據其 Melton Ratio 值的變化趨
勢進行六種分類。在本研究中則以南投的陳有蘭溪和宜蘭的蘭陽溪為主要研
究流域。其中依據 MR 值趨勢所進行的分類中，兩流域最多的分類皆為第三
類。除了 Melton Ratio 因子以外，本研究同時進行了各子集水區形狀係數的
計算以及比較，並以形狀係數和 Melton Ratio 趨勢分類和土砂災害種類、集
水面積進行比對。其中可以推得形狀係數越大，土砂災害以洪水、高含砂水
流較為常見；形狀係數越小，則以土石流較為常見。

摘要(英)

The study mainly uses Geographic Information System (GIS) to analyze Digital
Elevation Model (DEM), and to extract the geomorphic parameters in different
mountainous watersheds in Taiwan. The Melton Ratio, representing the watershed
steepness, along the stream points in each catchment area was examined, and the
patterns are classified into six categories according to their spatial trends. The third
category, MR decaying downstream, is dominant among other categories in both
Chenyoulan River at Nantou county and Lanyang River at Yilan county. In
addition to the Melton Ratio, this study also explores the shape coefficients of each
sub-catchment area, and uses the shape coefficient and Melton Ratio trend to
distinguish the types of slopeland disasters. The larger the shape coefficient,
slopeland disasters are more prone to floods and debris floods. On the other hand,
the smaller the shape coefficient, the more common slopeland disasters are debris
flows or landslides.

關鍵字(中)

★ 土石流潛勢溪流
★ 陳有蘭溪流域
★ 蘭陽溪流域
★ 集水區險峻值(MR)
★ 形狀係數

關鍵字(英)

★ Potential debris flow torrents
★ Chenyoulan River basin
★ Lanyang River basin
★ Melton Ratio
★ Form Factor

論文目次

目錄
摘要................................................................................................................I
Abstract ........................................................................................................ II
誌謝.............................................................................................................III
圖目錄.........................................................................................................VI
表目錄......................................................................................................VIII
第一章緒論.................................................................................................1
1.1 前言.....................................................................................................1
1.3 研究目的.............................................................................................3
1.4 研究方法.............................................................................................3
1.5 論文結構.............................................................................................4
第二章文獻回顧.........................................................................................5
2.1 地理資訊系統 GIS .............................................................................5
2.1.1 數值高程模型 DEM ....................................................................5
2.1.2 集水區水文分析 ..........................................................................6
2.2 集水區地文因子相關研究 ................................................................8
2.3 集水區土砂災害定義........................................................................10
第三章研究方法.......................................................................................12
3.1 研究區域...........................................................................................12
3.1.1 蘭陽溪流域 ................................................................................12
3.1.2 陳有蘭溪流域 ............................................................................15
3.2 研究步驟...........................................................................................17
V
3.3 溪流門檻值.......................................................................................17
3.4 集水區險峻值 Melton Ratio 分析 ...................................................18
第四章結果分析與討論...........................................................................19
4.1 集水區 Melton Ratio 分析 ...............................................................19
4.2 形狀係數之特性...............................................................................46
4.2.1 統計分析 ....................................................................................46
4.2.2 形狀係數與土砂災害關係 ........................................................48
4.2.3 形狀係數與集水面積、溢流點 MR 值變化趨勢比較............49
第五章結論與建議...................................................................................58
5.1 結論...................................................................................................58
5.2 建議...................................................................................................59
參考文獻.....................................................................................................60
圖目錄
圖 1-1 宜縣 DF069 尼莎暨海棠颱風災害照片..........................................1
圖 1-2 莫拉克颱風災害照片 .......................................................................2
圖 2-1DEM 規則網格和 TIN 不規則三角網格..........................................5
圖 2-2 窪地填補............................................................................................6
圖 2-3 流向分析............................................................................................7
圖 2-4 累積流量計算示意圖 .......................................................................7
圖 2-5Melton Ratio 與集水區長度關係圖..................................................9
圖 2-6 苗栗三義鄉火炎山土石流前端之石礫堆積 ................................. 11
圖 3-1 蘭陽溪及陳有蘭溪流域位置 .........................................................13
圖 3-2 蘭陽溪流域地質分布 .....................................................................14
圖 3-3 陳有蘭溪流域地質分布 .................................................................16
圖 3-4 集水區分析流程圖 .........................................................................17
圖 4-1 蘭陽溪及陳有蘭溪流域之研究範圍 .............................................19
圖 4-2 六種集水區險峻值(MR)分類示意圖 ............................................29
圖 4-3 第一類集水區範例 .........................................................................30
圖 4-4 第二類集水區範例 .........................................................................31
圖 4-5 第三類集水區範例 .........................................................................32
圖 4-6 第四類集水區範例 .........................................................................33
圖 4-7 第五類集水區範例 .........................................................................34
圖 4-8 第六類集水區範例 .........................................................................35
圖 4-9 蘭陽溪與陳有蘭溪土砂災害類型區分統計 .................................44
圖 4-10 土砂類型與趨勢統整 ...................................................................45
圖 4-11 蘭陽溪與陳有蘭溪形狀係數統計 ...............................................46
圖 4-12 形狀係數與趨勢數量統計 ...........................................................47
圖 4-13 土砂災害類型之形狀係數統計分析 ...........................................48
圖 4-14 險峻值、形狀係數與集水面積與分類對比圖 ...........................49
圖 4-15 五集水區之變化趨勢圖 ...............................................................52
圖 4-16 五集水區之 MR 分布 ...................................................................54
圖 4-17 集水區示意圖................................................................................55
圖 4-18 蘭陽溪與陳有蘭溪α與形狀係數 F 關聯比較.............................56
圖 4-19 五集水區α與形狀係數 F 關聯比較.............................................57
表目錄
表 4-1 蘭陽溪土石流潛勢溪流集水區 MR 值.........................................20
表 4-2 陳有蘭溪土石流潛勢溪流集水區 MR 值.....................................25
表 4-3 蘭陽溪子集水區土石流潛勢子集水區趨勢數量 .........................36
表 4-4 陳有蘭溪子集水區土石流潛勢溪流趨勢數量 .............................41
表 4-5 集水區潛勢溪流趨勢分類 .............................................................50

參考文獻

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指導教授

周憲德(Hsien-Ter Chou)

審核日期

2023-7-26

推文