火炎山土石流現地監測及土石流粒徑分析

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彭楙鈞(Mao-Chun Peng) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

火炎山土石流現地監測及土石流粒徑分析

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摘要(中)

本研究於苗栗三義火炎山一號坑溝內進行土石流事件之現地監
測與分析，監測儀器包含雨量計、地聲感應器、縮時攝影機(Time Lapse
Camera,TLC)、攝影機(CCD)及無人機(UAV)等。本研究依土石流歷程
發展，將一號坑溝的右支流劃分成六個區塊，並在各區段設置縮時攝
影機(Time Lapse Camera,TLC)進行監測。三維地聲儀收集土石流所造
成的地表震動訊號，再利用快速傅立葉轉換(Fast Fourier Transform,
FFT)找出土石流之特徵頻率。2018-2019 年火炎山土石流事件之特徵
頻率介於15 至55 赫茲，再利用希爾伯特-黃轉換(Hilbert-Huang
Transform,HHT)分析土石流時序-頻率-能量之關係。土石流側積堤及
河道上堆積之舌狀堆積顯示較大顆粒的主軸排列有平行河道的趨勢。

摘要(英)

The debris flow events in Houyenshan Gullies of Sanyi, Miaoli County were explored in this study by deploying the on-site monitoring system, which includes the rain gauge, geophones, Time Lapse Camers (TLC) , CCD and the unmanned aerial vehicle(UAV). The right tributary of the first gully is delineated into six segments based on the transport process of debris flows, and the movements were captured by the Time Lapse Cameras (TLC) installed in each segment. The ground vibration signals recorded by the three-dimensional geophone were analyzed by the Fast Fourier Transform (FFT). The peak frequency of debris flows at Houyenshan is between 15 and 55 Hz. The frequency modulation process then was analyzed by employing the Hilbert-Huang Transform (HHT). The topography and terrain changes of the debris flow are surveyed by employing both the total station and UAV. The main axis of larger boulders (above the median size) in both the lobes and lateral levees tend to be parallel the flow direction channel.

關鍵字(中)

★ 火炎山
★ 土石流
★ 粒徑特性
★ 地聲訊號

關鍵字(英)

★ Houyenshan
★ Debris flows
★ Particle characteristics
★ Geophone

論文目次

摘要 I
誌謝 III
圖目錄 VII
表目錄 XV
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 1
1.3 研究內容與方法 2
1.4 論文架構 3
第二章文獻回顧 5
2.1 土石流之定義及特性 5
2.2 土石流分類 6
2.2.1 依泥砂顆粒組成分類 6
2.2.2 依地貌條件分類 7
2.3 土石流地聲訊號特性 9
2.4 火炎山土石流特徵 10
第三章研究與分析方法 12
3.1 現地監測系統 12
3.1.1 研究區域 12
3.1.2 現地監測設備 15
3.1.3 監測儀器安裝位置與考量 20
3.2 分析方法 21
3.2.1 頻譜分析 21
3.2.2 影像分析 22
3.2.3 降雨分析 23
第四章結果分析與討論 25
4.1 現地監測影像 25
4.1.1 2018年6月21日土石流事件 25
4.1.2 2018年8月19日土石流事件 32
4.1.3 2018年8月23&24日土石流事件 42
4.1.4 2019年3月9日土石流事件 56
4.1.5 2019年5月20日土石流事件 70
4.1.6 2019年5月23日土石流事件 79
4.1.7 2019年6月11日土石流事件 115
4.1.7 2019年6月14日土石流事件 133
4.2 土石流事件後地貌變化 148
4.2.1 2018年6月21日事件後地貌變化 148
4.2.2 2018年8月19日事件後地貌變化 152
4.2.3 2018年8月23&24日事件後地貌變化 157
4.2.4 2019年3月9日事件後地貌變化 162
4.2.5 2019年5月20&23日事件後地貌變化 166
4.2.6 2019年6月11&14日事件後地貌變化 171
4.3 火炎山土石流空拍粒徑成果與分析 177
4.3.1 舌狀堆積前緣粒徑的特性及分布 178
4.3.2 側積堤粒徑的特性及分布 186
4.3.3 舌狀堆積粒徑主軸排列特性及分布 191
4.3.4 側積堤粒徑主軸排列特性及分布 197
4.4 降雨量分析 201
4.5 地聲訊號分析 206
4.5.1 地聲訊號頻譜分析 206
4.5.2 地聲訊號脈衝法及振幅法轉換 221
第五章結論與建議 224
5.1 結論 224
5.2 建議 225
附錄一 226
附錄二 228
附錄三 229
參考文獻 230

參考文獻

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指導教授

周憲德(Hsien-Ter Chou)

審核日期

2019-8-20

推文