臺灣博碩士論文加值系統

由於台灣山區溪流短小陡急，土石流攔阻工法被列為降低土石流災害防治措施之一種，而透過式壩亦為現今之趨勢。為了找出更合適的土石流透過式壩，本研究以室內渠槽縮尺試驗，探討交錯式人字壩於不同壩距、梳距與壩基坡度組合下對土石流之防治功效，並以清水流試驗模擬降雨所產生的地表逕流，以瞭解交錯式人字壩空庫容再現的能力。
經由室內試驗發現，在壩基坡度0°之下，小梳距配合大壩距或小梳距配合小壩距的交錯式人字壩其攔阻效益較佳；大梳距配合大壩距或大梳距配合小壩距者，其攔阻效益較低。在壩基坡度30°之下，小梳距配合小壩距之攔阻效益較佳，大梳距配合小壩距仍保有攔阻效益，而小梳距配合大壩距或大梳距配合大壩距之攔阻效益較低。交錯式人字壩對土石流的攔阻效益（E）隨著壩基坡度的增加而降低，而土石堆積斜率（Φ）隨著壩基坡度的增加而增加。本研究亦得到交錯式人字壩於壩基坡度0°、15°及30°之攔阻效益及土石堆積斜率關係式。
若與前人研究之結果相比較，當梳距拉開時， A型梳子壩攔阻效益迅速遞減，甚至降到沒有攔阻能力的程度，而交錯式人字壩之攔阻效益衰減程度較小，且交錯式人字壩仍能靠著壩距之調節產生防治效果。格子壩及梳子壩之攔阻效益過高，對於後期能提供之防治效果較低，而交錯式人字壩則能發揮較長之防治壽命。立體格子壩給予攔阻之直進土石流左右及上下方向的約束，自清能力較不理想。當交錯式人字壩設置於壩基坡度30°之河道上時，自清能力較佳，不但節省清運費用、施工便利快速，更能維持一定水準之防治效能。綜而觀之，交錯式人字壩不但可以達到不錯的攔阻效益，且自清能力高於其他透過式壩，除能提供較長之防治壽命外，更可以利用壩距、梳距與壩基坡度的搭配使得壩之設置更具彈性，適用環境也更加多元化。

Mountainous topography has made streams in Taiwan run steep, which turns debris flow into one of the natural disasters. To prevent debris flow from entering populated areas, permeable dams have been frequently used recently as the counter measure in disaster mitigation. However, the design of permeable dams is often less universal due to the diversified nature of the debris flow. Therefore, the objective of this study is to identify the suitable design criteria for a so-called “Crossing truss dam.” In order to achieve the objective, a scaled-down model of crossing truss dam constructed with adjustable truss openings and intervals was used in a laboratory flume to determine the debris trapping efficiency and deposition slope. A selected rate of clear flow was used afterwards to simulate surface runoff to see the self-cleaning capability of the crossing truss dam.
Based on the laboratory experiments, crossing truss dam with narrow truss opening has greater debris efficiency than wide opening as it situates on a 0° foundation. On the other hand, crossing truss dam with the combination of either narrow opening and interval or wide opening but narrow interval can provide fairly good trapping efficiency as it locates on a foundation with the same gradient as upstream slope. A set of design formulas describing the debris efficiency (E) and deposition slope (F) of crossing truss dam was obtained from this study.
IF compared with various permeable dams, as the size of slit opening increases, the trapping efficiency of A-type slit dam greatly reduces to failure; whereas that of the grid-type sabo dam and slit dam provide too high the trapping efficiency to greatly shorten their service time span. In addition, grid-type sabo dam over-constrains the mobility of debris flow, which force debris flow to be trapped with high compaction ratio that minimizes the self-cleaning capability. On the other hand, crossing truss dam constructed on a 30° foundation is found in this study with acceptable well trapping efficiency and self-cleaning capability.
In conclusion, crossing truss dams not only provide acceptable trapping efficiency, but also create suitable deposition environment for self-cleaning process to take place. With the flexibility of adjustable truss openings and intervals, crossing truss dam may provide an ultimate alternative for debris flow mitigation.

摘 要 I
ABSTRACT III
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 IX
照片目錄 X
第壹章 前言 1
第貳章 文獻回顧與前人研究 2
一、文獻回顧 2
二、前人研究 12
三、研究動機與方向 23
第參章 試驗材料與方法 24
一、試驗材料 24
二、量測項目與方法 31
三、試驗參數 34
四、試驗流程 35
五、資料分析 37
第肆章 結果與討論 39
一、土石流過壩特徵之探討 39
二、土石流攔阻效益與堆積斜率 46
三、清水流之探討 71
四、複迴歸分析 80
第伍章 結論與建議 90
一、結論 90
二、建議 91
參考文獻 93
附錄 97

1. Young、Munson、Okiishi，杜鳳棋 譯，1997，流體力學，高立圖書。
2. 水土保持手冊，1992，台灣省水土保持局。
3. 王傳輝、李思賢，1998，人字壩在不同梳距下對土石流攔阻效益之研
究，國立屏東科技大學水土保持系第三屆學士論文，15-1∼15-18。
4. 江永哲、吳道煦，1990，A型梳子壩防治土石流功效之試驗，國立中興
大學水土保持系研究所碩士論文。
5. 江永哲、連惠邦、林裕益、李明晃、吳道煦，1993，開放式防砂壩對
土石流防治功效之探討，中華水土保持學報，24(1)：37-43。
6. 李明晃，1999，立體格子型壩防治土石流功效之試驗，國立中興大學
水土保持研究所碩士論文。
7. 林炳森、馮賜陽、李俊明，1993，礫石層土石流發生特性之研究，中
華水土保持學報，24(1)：55-64。
8. 林炳森、賴佳伴、劉貴慎，1997，開放式攔砂壩攔阻功效之研究，第
一屆土石流研討會論文集，pp.55-69。
9. 張立憲，1985，土石流特性之探討，中華水土保持學報，16(1)：135-
141。
10. 連惠邦、陳禮仁、李韋德，1997，切口式防砂壩防治土石流之設計模
式，第一屆土石流研討會論文集，pp.71-82。
11. 連惠邦、蘇重光、江永哲，1994，土石流流動機構之研究，中華水土
保持學報，25(3)：151-160。
12. 陳信雄，1992，防砂工程學，國立編譯館，明文書局。
13. 陳信雄，1995，崩塌地調查與分析，國立編譯館，渤海堂。
14. 游繁結，1991，土石流堆積特性之初步探討，中華水土保持學報，22
(2)：1-20。
15. 游繁結，1992，土石流堆積特性之探討（2）∼土石流之堆積型態，
中華水土保持學報，23(1)：1-16。
16. 游繁結，1993，土石流堆積特性之探討（3）∼土石流重複堆積之特
性，中華水土保持學報，24(1)：45-53。
17. 游繁結、賴建信，1994，不同粒徑組成與土石流發生之關係探討，中
華水土保持學報，25(1) pp.25-31。
18. 黃水木，1994，路線測量與土石方計算，茂榮圖書。
19. 黃宏斌，1993，日本之土石流研究回顧，中華水土保持學報，24
(1)：83-90。
20. 黃怡仁，1991，透水柵防治土石流功效之試驗，國立中興大學水土保
持系研究所碩士論文。
21. 詹錢登，1997，土石流理論（教材大綱），土木工程防災教育改進計
劃。
22. 詹錢登，2000，土石流概論，科技圖書。
23. 詹錢登、余昌益、陳晉琪，1997，高含砂水體流變特性之實驗研究，
中華民國第二十一屆全國力學會議。
24. 詹錢登、陳晉琪，1997，土石流體在直立旋轉式水槽內流動現象之初
步實驗研究，第一屆土石流研討會論文集。
25. 詹錢登、陳晉琪，1997，應用直立旋轉式水槽研究土石流體之流動現
象，中華水土保持學報。
26. 劉貴慎，1997，複合式攔砂壩攔阻功效之研究，國立中興大學土木工
程研究所碩士論文。
27. 蔡如藩，1971，水土保持學，國立編譯館，中央圖書。
28. 鄭勝峰、謝昇穎、鍾俊良，1999，交錯式人字壩梳距及壩距之研究，
國立屏東科技大學水土保持系第四屆學士論文，17-1∼17-24。
29. 謝正倫、蔡元芳，1997，突擴斷面土石流淤積型態幾何相似特性之研
究，中華民國力學學會期刊，第十三卷第一期pp.11-20。
30. 謝正倫、蔡元芳、張東炯，1995，土石流沖淤過程之研究，中華水土
保持學報，26(4)：253-267。
31. Alex Maltm,1994,The geologic deformation of sediment, Lond-
on: Chapman & Hall.
32. Arbind Prasad Mainali and Nallamuthu Rajaratnam, 1991,
Hydraulics of debris flow a review,Water Resources Enginee-
ring Report（WRE 91-2）,Department of Civil Engineering
University of Alberta,Canada.
33. Bagnold,R.A.,1954,”Experiments on a gravity-free
dispersion of large solid spheres in a newtonial fluid
under shear”,Procee- ding- s of the Royal Society of
London,A 225,pp49-63.
34. Campbell, R. H.,1975,Soil Slips,Debris Flows,and Rainstorms
in the Santa Monica Mountains and Vicinity, Southern
California, US Geological Survey Professional Paper 851,51
pp.35. Christopher J. Phillips and Timothy R.H.
Davies ,1991,”Deter- mining rheological parameters of
debris flow material”, Geomorphology:101-110.
36. Corominas,J., J.Rmondo, P.Farias, M.Estevao, J.Zezere,
J.Diaz de Teran,R.Dikau,L.Schrott,J.Moya,and
A.Gonzalez,1996,Debr- isFlow, In: Landslide
Recognition,ed.by R. Dikau,D. Brunsde- n,L. Schrott,and
M.L.Ibsen,John Wiley and Sons:149-188
37. Costa, J. E.,1984,”Physical geomorphology of debris
flows.” In:Development and Applications of
Geomorphology,pp.268-317,Springer-Verlag,Belin.
38. Denys Brunsden and David B. Prior,1984,Slope
instability,John Wiley & Sons.
39. George H.Otto,1939,”A modified logarithmic probability
graph for the interpretation mechanical analyses of
sediments”, Journal of Sedimentary
Petrology,Vol.9,No.2.pp.62-76。
40. Jim S. O’Brien and Pierre Y. Julien,1988,”Laboratory
analysis of mudflow properties”, Journal of Hydraulic
Engineering,Vol. 114,No.8.
41. John F. Kennedy and Robert C. Y. Koh,1961,”The relation
between the frequency distributions of sieve diameters and
velocities of sediment particles”, Journal of Geophysical
Research,Vol.66, No.12,pp4233-4246.
42. Johnson, A. M. and Rodine, J. R.,1984,Debris flow,in Slope
Instability,edited by D. Brunsden and D. B. Prior,pp.257-
361.
43. Jon J. Major And Thomas C. Pierson ,1992 , ” Debris Flow
Rheology:Experimental Analysis of Fine-Grained
Slurries”,Wat -er Resources Research,Vol.28,No.3,841- 857.
44. Pierson,T. C. ,1986,Flow behavior of channelized debris
flows, Mount St. Helens, Washington.in Hillslope
Processes,edited by A.D.Abrahams,Allen and
Unwin.Wincheste,Mass.pp.269-296.
45. Richard Dikau,1996,Landslide recognition, John Wiley & Sons.
46. Rodine, J. D., and Johnson, A. M.,1976,The ability of
debris heavily freighted with coarse clastic materials to
flow on gentle slopes:Sedimentology,23,pp. 213-224.
47. Rodine, J. D.,1974,.Analysis of the mobilization of debris
flow -s.Unpublished PH.D. dissertation, Stanford
University, Stanford, California,226pp.
48. Tamotsu Takahashi,1991,Debris Flow,Published for the Intern- ational Association for Hydraulic Research.