火炎山土石流監測及地貌特性分析

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何秉諺(Bing-Yan Ho) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

火炎山土石流監測及地貌特性分析
(Debris Flow monitoring and geomorphological analysis)

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摘要(中)

本研究於苗栗縣三義鄉火炎山一號坑，建立現地土石流影像監測系統及利用無人機拍攝空拍照片建立現地模型進行運動特性分析，包括流動歷程、地貌變化、土石流龍頭平均速度、陣流特性、流深分析、流動路徑與長度、現地不動點分析、土石流沖刷淤積量、斷面坡度與高程分析。歷次土石流的運行受河道坡度調控，低坡度河道為土石流堆積之主要區段，並成為下次土石流事件發生時之主要料源之一。本研究彙整 2016年至 2023年間各場事件之降雨量料，有效累積降雨強度(含前期降雨)與土石流流動距離間有高度正關聯性。

摘要(英)

In this study, the debris-flow monitoring system was established at the Gully 1 of Huoyan Mountain, San Yi Township, Miaoli County. Aerial images were captured using drones (UAV) to create local models for analyzing the dynamic characteristics of debris-flow events. The analysis covered various aspects including flow dynamics, average velocity of the surging fronts, geomorphological characteristics of lateral levees and channel beds. The movements of gravelly debris flows are mainly controlled by the riverbed gradient, with low-gradient riverbeds serving as major deposition zones for debris flow snouts and being fluidized during subsequent surging events. Through the analysis of rainfall data of various debris-flow events during 2016 – 2023, a correlation between effective cumulative rainfall intensity (including the pre-event rainfall) and the runout distance of debris flows is found in this study.

關鍵字(中)

★ 火炎山
★ 土石流
★ 土石流陣流
★ 側積堤
★ 河道坡度

關鍵字(英)

★ Huoyenshan
★ debris flow
★ surge
★ lateral levees
★ channel gradient

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XII
第一章緒論 1
1.1前言 1
1.2研究目的 1
1.3研究方法與內容 2
1.4論文架構 3
第二章文獻回顧 5
2.1 土石流之定義 5
2.2 土石流之特徵 5
2.3 土石流分類 6
2-3-1依泥砂顆粒組成分類 6
2-3-2依地貌條件分類 7
2-3-3依土砂料源分類 8
2.4 土石流觸發機制 9
(一) 地形 9
(二) 材質參數 9
(三) 壓力狀態 10
(四) 水的影響 10
2.5 土石流流速與規模估算 10
2.5.1 土石流流速 10
2.5.2 土石流規模 11
2.6 土石流觸發之降雨強度分析 11
2.7 土石流彎道超高估算 12
2.8 遙測分析 13
2.8.1 正攝影像(Ortho photo) 14
2.8.2 數值高程模型 (DEM) 14
2.9 火炎山土石流事件特性 15
第三章現地土石流監測與建模分析方法 17
3.1 研究區域 17
3.2 研究區域儀器配置 19
3.2.1 現地影像紀錄設備 21
3.3 研究區域之分析方法 23
3.3.1 降雨量數據分析 23
3.3.2 土石流平均速度分析 24
3.3.3 土石流流動歷程及事件前後影像地貌分析 24
3.3.4 空拍照片建模與研究區域DEM建置 24
3.4 建模分析步驟 25
第四章土石流現地觀測成果與分析 27
4.1 土石流流動歷程分析 27
4.1.1 2023/04/20土石流事件 28
4.1.2 2023/08/05土石流事件 32
4.1.3 2023/09/05土石流事件 47
4.2 土石流事件前後地貌變化 55
4.2.1 2023年4月20日土石流事件前後影像對比 55
4.2.2 2023年8月05日土石流事件前後影像對比 60
4.2.3 2023年9月05日土石流事件前後影像對比 65
4.3 2023年火炎山一號坑土石流事件堆積歷程 70
4.3.1 2023年8月05日中游土石流事件陣流歷程 70
4.3.2 2023年9月05日中游土石流事件陣流歷線歷程 77
4.4 2023年土石流事件流速分析 81
4.4.1 2023年4月20日事件 81
4.4.2 2023年8月5日事件 84
4.4.3 2023年9月5日事件 87
4.5 現地雨場分析 92
4.5.1 火炎山一號坑土石流事件發生之臨界降雨條件 92
4.5.2 2023年火炎山土石流事件最大流深、持續時間與降雨強度分析 97
4.5.3 火炎山一號坑土石流事件流動距離與各雨量參數之相關性 101
第五章一號坑坑溝地貌分析 104
5.1 2023年火炎山一號坑不動點分析 104
5.2 2023年土石流事件流路徑 106
5.2.1 2023年4月20日事件 106
5.2.2 2023年8月5日事件 108
5.2.3 2023年9月5日事件 111
5.3 2023年火炎山各河道斷面淤積、沖刷量 113
5.4 2023年土石流事件前後河床高程變化 116
5.4.1 2023年4月20日事件 116
5.4.2 2023年8月05日事件 120
5.4.3 2023年9月05日事件 126
5.5 2023年火炎山各河道斷面坡度、高程分析 132
5.5.1 2023年4月20日事件 132
5.5.2 2023年8月5日事件 133
5.5.3 2023年9月5日事件 134
第六章結論與建議 136
6.1結論 136
6.2建議 138
參考文獻 139

參考文獻

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[6] 彭楙鈞 (2019)，「火炎山土石流現地監測及土石流粒徑分析」，國立中央大學土木工程研究所，碩士論文。
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指導教授

周憲德(Hsien-Ter Chou)

審核日期

2024-8-20

推文