頁次 中文摘要 I 英文摘要 II 目錄 III 圖目錄 VI 表目錄 VIII 符號說明 IX 第一章 前言 1 1.1 台灣地區引發土石流之地文因子 2 1.2 台灣地區引發土石流之水文因子 3 1.3 研究方法 4 1.4 本文架構 5 第二章 前人研究 6 2.1 土石流的物理性質 6 2.1.1 土石流組成特性之分類 6 2.1.2 土石流的特性 6 2.1.3 土石流的形成、運移和堆積過程 7 2.2 降雨激發土石流之力學機制 8 2.3 文獻回顧 8 2.3.1 土石流發生時的降雨狀況 8 2.3.2 土石流發生之臨界雨量判別式 11 2.3.3 發生土石流降雨造成土體之變化 15 第三章 引發土石流之相關水文因子 17 3.1 地表水 17 3.1.1 雨型 18 3.1.2 降雨量 19 3.1.2.1 前期降雨量 20 3.1.2.2 累積降雨量與有效累積降雨量 21 3.1.3 降雨強度、降雨延時及累積雨量 21 3.2 地下水 22 3.2.1 土壤之滲透 23 3.2.1.1 滲透係數實驗 23 3.2.1.2 土壩滲透實驗 28 3.2.2 土壤分層之理論推導 33 第四章 土石流發生之臨界降雨值之推估 41 4.1 台灣500個土石流危險分佈區 41 4.2 台灣地區降雨特性分析 41 4.2.1 台灣地區的降雨記錄 42 4.2.2 台灣地區近年來之土石流例分析 43 4.2.2.1 降雨延時、平均降雨強度、累積雨量與發生次數之關係 43 4.2.2.2 累積雨量、有效累積雨量與降雨強度 44 4.2.2.3 有效累積雨量與最大時雨量 45 4.2.2.4 有效降雨強度及降雨延時 45 4.2.3 小結 46 4.3 利用Keefer方法推求台灣地區土石流發生之啟動線 47 第五章 結論與建議 49 5.1 結論 49 5.2 建議 51 參考文獻 53 圖目錄 頁次 圖2.1 降雨引發土石流示意圖 73 圖2.2 最大時雨量與累積雨量之關係圖 73 圖2.3 土砂災害發生時之降雨狀況模式圖 74 圖2.4 土砂災害發生雨量的有效延時和 的關係圖 74 圖2.5 直到p點的連續雨量和 的關係圖 75 圖2.6 土石流發生的時刻和降雨尖峰的關係圖 75 圖2.7 含滲漏之地表漫地流示意圖 76 圖2.8 漫地流集流點之流量歷線圖 76 圖2.9 六甲山系有效雨量與有效雨量強度關係圖 77 圖2.10 土石流發生之降雨強度與降雨延時關係圖 77 圖2.11 中國大陸蔣家溝土石流預報圖 78 圖2.12 土石流發生臨界降雨線的設定圖 78 圖2.13 地下水流動產生土石流 79 圖2.14 雨量記錄及nest3處所量測之水壓記錄 79 圖2.15 三層之水筒模式 80 圖2.16 不同土層之滲流情形 80 圖2.17 土石流發生之降雨強度與降雨延時關係圖 81 圖2.18 土體滑動之臨界線例 81 圖3.1 土石流發生之水文因子流程圖 82 圖3.2 颱風降雨之雨型 83 圖3.3 銅門土石流(1990)之降雨組體圖 84 圖3.4 新店北宜路土石流(1998)之降雨組體圖 84 圖3.5 一連續降雨和前期降雨示意圖 85 圖3.6 定水頭滲透係數實驗配置圖 85 圖3.7 變水頭滲透係數實驗配置圖86 圖3.8 定水頭滲透實驗之實驗vd-i值86 圖3.9 變水頭滲透實驗之實驗k-n值87 圖3.10 Dupuit滲流公式示意圖87 圖3.11 土壩滲透實驗配置圖88 圖3.12 三角形壩體下游坡度20度時之理論與實驗值關係圖88 圖3.13 三角形壩體下游坡度36度時之理論與實驗值關係圖 89 圖3.14 分層水筒模式示意圖 89 圖3.15 分層公式土壤上層地表逕流之距離與水深關係圖 90 圖3.16 分層公式土壤內層地下水之距離與水深關係公式驗證圖 90 圖3.17不同滲流量時之距離與水深關係圖 91 圖4.1 台灣500個土石流危險分布區 92 圖4.2(a) 台灣地區歷年土石流發生之降雨延時與發生次數關係 93 (b) 台灣地區歷年土石流發生之平均降雨強度與發生次數關係 93 (c) 台灣地區歷年土石流發生之累積雨量與發生次數關係圖 94 圖4.3(a) 台灣地區歷年土石流發生之累積雨量和降雨強度關係圖 94 圖4.3(b) 台灣地區歷年土石流發生之有效累積雨量和有效降雨強度關係 圖 95 圖4.4 台灣地區歷年土石流發生之有效累積雨量和最大時雨量關係圖95 圖4.5 台灣地區歷年土石流發生之有效降雨強度和降雨延時關係圖96 圖4.6 利用Keefer之公式所推導之土石流起動線96 表目錄 頁次 表1.1 台灣地區土石流災害統計(民國75年以後) 60 表2.1 砂礫型土石流與泥流型土石流之區別61 表2.2 日本建設省制定之土石流發生臨界坡度61 表2.3 不同地區激發土石流所需之降雨條件61 表2.4 土石流水文因子相關學者之研究62 表3.1 台灣地區(民國70~89年)土石流案例之累積雨量及水文因子統計表 63 表3.2 台灣地區(民國70~89年)土石流案例之有效累積雨量統計表64 表3.3 滲透係數之定水頭試驗實驗數據65 表3.4 滲透係數之變水頭試驗實驗數據66 表3.5 水壩滲透實驗之相關試驗條件67 表3.6 水壩滲透實驗之實驗數據67 表3.7 水壩滲透實驗之實驗數據與理論時間之比較(下游坡度20°)68 表3.8 水壩滲透實驗之實驗數據與理論時間之比較(下游坡度36°)68 表3.9 土壤分層公式式(3.15)與式(3.17)之驗證69 表4.1 台灣地區日雨量超過1000mm之記錄70 表4.2 台灣地區各延時最大降雨記錄71 表4.3 日本、世界各延時之最大降雨記錄72 [ 參考文獻] 參考文獻 中華水土保持學會(1992)，『水土保持手冊-工程篇』，pp.2-10~2-14。 石棟鑫(2001)，『台灣地區颱風雨降雨型態之分析研究』，國立中央大學土木工程學研究所，碩士論文。 江永哲、林啟源(1991)，『土石流之發生雨量特性分析』，中華水土保持學報，22(2)：21-37。 江永哲、林裕益(1987)，『土石流堆積性狀之初步探討』，中華水土保持學報，18(2)：15-27。 江英政(1998)，『土石流險溪流判定之研究』，國立台灣大學土木工程學研究所，碩士論文。 余濬(1988)，『降雨設計雨型之研究』，國立台灣大學土木工程學研究所，碩士論文。 吳正雄、江永哲(1985)，『林口台地林地之地形因素與土石流發生之關係研究』，中華水土保持學報，16（2）：48~58。 吳素彗(1997)，『南投縣信義鄉神木村出水溪土石流流動現象之探討』，國立台灣大學地理學系碩士論文。 吳積善等人(1990)，『雲南蔣家溝土石流之觀測研究』，中國大陸科學出版社。 李民、張徽正、劉憲德、陳宏仁、高銘健(1997)，『陳有蘭溪流域山崩之地質特性調查』，86農建-9.7-林-14(2)：515~541。 李錫堤(1996)，『從地形學的觀點看陳有蘭溪的賀伯風災』，地工技術，第57期，第18頁。 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