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研究生: 蔡勝棠
Sheng-Tang Tsai
論文名稱: 火炎山土石流之降雨特性及地貌演變分析
指導教授: 周憲德
none
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
論文出版年: 2018
畢業學年度: 106
語文別: 中文
論文頁數: 135
中文關鍵詞: 火炎山土石流降雨地聲訊號
外文關鍵詞: Houyenshan, Debris flows, Geophone, Rainfall threshold
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  • 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。


    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.

    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

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