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研究生: 鄭景名
Zheng, Jing-Ming
論文名稱: 崩塌裸露地之土砂生產、流出的時間變化研究-以曾文水庫集水區為例
The temporal change of sediment yields and runoff on landslide bare land- A Case study of Tsengwen Watershed
指導教授: 謝正倫
Shieh, Chjeng-Lun
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2020
畢業學年度: 108
語文別: 中文
論文頁數: 74
中文關鍵詞: 坡面沖蝕量崩塌流出量坡面殘餘率
外文關鍵詞: Slope erosion, The runoff on landslide bare land, The residual rate on landslide bare land.
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  • 近年來臺灣由於氣候變遷,極端降雨事件頻繁,往往在颱風、豪大雨期間,山坡地發生崩塌、表土侵蝕、土石流等土砂災害。欲整治已有崩塌發生之集水區,必須確實掌握土砂來源及分布,由於集水區面積廣大且交通不便,以一般傳統人工現地調查方法難以大範圍監測,該如何估算已有崩塌發生之集水區土砂生產與流出的時間變化,為本研究之重要課題。
    本研究之研究區域為曾文水庫上游集水區,首先利用以往土砂的評估方法(崩塌面積轉體積法、通用土壤流失公式)和多期數值高程模型比較法,兩者進行比較分析,接著再透過多期數值高程模型得到坡面沖蝕量、坡面殘餘量、河床殘餘量,來推估崩塌流出量,本研究有民國96年、99年汛期後、100年汛期後、102年汛期後、104年汛期後之高解析度數值地形模型,因此可以透過上述資料和方法來評估民國96年至105年曾文水庫上游集水區土砂生產、流出隨時間的變化。
    將多期數值高程模型比較方法與經驗式的結果進行比較,可以得到兩者大致上相符。隨著時間變化,坡面沖蝕量與崩塌流出量有逐年遞減的趨勢,並從本論文研究結果歸納出以下四個結論,坡面殘餘率與坡面坡度可能受到降雨事件影響而呈現負相關,與坡面長度較無關係;河床殘餘率與河床坡度整體趨勢為負相關;崩塌流出率與坡面坡度可能受到降雨事件控制而呈現正相關,與坡面長度則較無關係。

    In recent years, due to climate change in Taiwan, extreme rainfall events have been frequent. During typhoons and heavy rains, mountain slopes have collapsed, topsoil erosion, landslides and other soil and sand disasters. To rectify the water catchment area that has already collapsed, it is necessary to accurately grasp the source and distribution of soil and sand. Due to the large area of the water catchment area and the inconvenient transportation, it is difficult to monitor on a large scale by traditional artificial on-site survey methods. The temporal change of the production and outflow of soil and sand in the water area is an important topic of this research.
    The study area of this study is the upper catchment area of Tsengwen Reservoir. First, the previous soil and sand evaluation methods (collapsed area to volume method, general soil loss formula) and multi-period numerical elevation model comparison method were used to compare and analyze the two, and then The slope erosion amount, slope residual amount, and river bed residual amount are obtained through the multi-period numerical elevation model to estimate the landslide outflow. This study includes 2007, 2010, 2011, 2013, 2015 DEM, so the above-mentioned data and methods can be used to evaluate the changes in the production and outflow of soil and sand over time in the upstream catchment area of the Tsengwen Reservoir from 2007 to 2015.
    Comparing the multi-period numerical elevation model comparison method with the empirical results, we can get that the two are roughly in agreement. The following four conclusions are drawn from the research results of this paper. The residual rate of the slope and the slope of the slope may be affected by the rainfall event and present a negative correlation, and have no relationship with the length of the slope; ; Collapse outflow rate and slope slope may be controlled by rainfall events and present a positive correlation, but have no relationship with slope length.

    摘要 I Abstract II 誌謝 VI 目錄 VII 表目錄 IX 圖目錄 X 符號說明 XII 第一章 緒論 1 1.1研究動機 1 1.2研究目的 1 1.3研究流程與架構 2 第二章 文獻回顧 4 2.1坡面土砂生產量的估算 4 2.1.1 崩塌生產量 4 2.1.2 土壤沖蝕量 8 2.2坡面土砂流出量估算 11 第三章 研究區域資料 12 3.1研究區域介紹 12 3.1.1地形 12 3.1.2地質 22 3.1.3土壤 23 3.2研究圖資介紹 24 3.3水文資料 26 3.4研究範圍圈繪 27 第四章 研究方法 29 4.1崩塌地土壤沖蝕量評估方法與檢討 29 4.1.1降雨沖蝕指數(Rm) 30 4.1.2土壤沖蝕指數(Km) 32 4.1.3坡長因子(L) 34 4.1.4坡度因子(S) 35 4.1.5植生覆蓋管理因子(C) 36 4.1.6水土保持因子(P) 39 4.1.7 年平均土壤沖蝕量(Am) 40 4.2崩塌土體之坡面殘餘率及河床殘餘率評估方法 41 4.2.1衛星影像判釋 41 4.2.2前後數值高程模型比較法 43 4.2.3坡面沖蝕量、坡面殘餘率及河床殘餘率之定義 43 4.3崩塌流出量評估方法 45 第五章 研究結果 46 5.1坡面崩塌體積與面積之關係 46 5.2崩塌地土壤沖蝕量 47 5.3崩塌土體之坡面殘餘率及河床殘餘率 49 5.3.1 崩塌土體之坡面殘餘率 52 5.3.2 崩塌土體之河床殘餘率 58 5.4崩塌流出量 63 第六章 結論與建議 69 6.1結論 69 6.2建議 71 參考文獻 72

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