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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳建荐
研究生(外文):Chien-Chien Chen
論文名稱:模糊理論應用於土石流潛勢分析之研究
論文名稱(外文):Applied Fuzzy Theory Analysis of Potential Debris Flow Tendency
指導教授:楊宏宇楊宏宇引用關係
指導教授(外文):Horng-Yu Yang
學位類別:碩士
校院名稱:中華技術學院
系所名稱:土木防災工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2007
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:84
中文關鍵詞:土石流模糊迴歸潛勢分析
外文關鍵詞:Debris FlowFuzzy RegressionPotential Analysis
相關次數:
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台灣中部山區常在颱風、豪雨來襲下常造成地表坡地崩塌與地層滑動,因土石流災害發生成因眾多且複雜,且大部分成因皆有「不確定」,及「含糊」的性質存在,因模糊數學是研究和處理概念劃分不確定性現象的描述方法,它所揭示的是將客觀事物之間差異的中介過度性所做的劃分。本文於南投縣陳有蘭溪流域為研究對象採以模糊理論,進行歷年流域內發生土石流及未發生土石流之降雨參數的蒐集並以Tanaka et al.(1982)模糊迴歸分析方法,提出研判在一場連續降雨過程中可能發生土石流之臨界雨量線,並選取陳有蘭溪流域內的溪床平均坡度、形狀係數,積水區面積、崩塌面積比、植生覆蓋率、地質岩性、六項地文因子並建立各個地文因子危險程度之隸屬度函數及權重,經綜合評估在降雨過程中土石流可能發生之危險等級。
本文選取南投縣信義鄉和社四號溪、東埔二號橋、豐丘國小,發生土石流案例進行實例演算比較後均能與現況相符,並以結合水文因子和地文因子的綜合評判方式作為陳有蘭溪流域發生土石流之預警參考。
ABSTRACT
The raids of typhoon and torrential rain often cause slope-surface skids and stratum movements in the mountain areas of central Taiwan. The causes of debris flow disasters are frequent and complex. “Indefinite” and “ambiguous” characteristics also exist among majority of debris flow disasters. Fuzzy mathematic is a descriptive method of researching and processing concept for indefinite characteristic phenomenon. What it promulgates is to differentiate the intermediate of subjective objects.
This paper uses fuzzy regression analysis [Tanaka et al. 1982] from past precipitation records to forecast debris flow by identifying the critical rainfall line in the catchment’s basin of Chen-Iuo-Lan Stream in Nantou County, Taiwan. With accurate warnings on a day of continuous rainfall, precautionary measures can be taken to prevent disastrous consequences. Six physiographic factors in the catchment’s basis of Chen-Iuo-Lan Stream are used to evaluate the dangerous ranking level of debris flow. The six physiographic factors are the average slope degree, the form factor, the accumulative water area, the avalanche area ratio, the recovery percentage of vegetation, and the geologic lithoid characteristic. These six physiographic factors can also be weighted at other locations for the establishment of dangerous ranking level in the event continuous rainfall.
This paper selects the debris flow incident of Seo-Shih-Hou Brook, Dong-Po-Re-Hour Bridge, and Chiu-Feng Elementary School in Shin-Yi Town of Nantou County for the validation of fuzzy theory analysis. Through synthesis assessments of hydrologic factor and physiographic factor, debris flow warning reference in the catchment’s basin of Chen-Iuo-Lan Stream is provided.

Keywords: debris flow, fuzzy regression, dangerous ranking
目 錄

摘 要 i
ABSTRACT ii
目 錄 iii
表 目 錄 v
圖 目 錄 vi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的與動機 2
1.3 研究方法與流程 2
1.4 文獻回顧 5
第二章 土石流現況之研究 10
2.1 土石流定義 10
2.2 土石流形成基本條件 10
2.3 土石流發生機制 12
2.4 土石流發生的種類 13
2.5 土石流激發因子探討 14
2.5.1 水文因子 14
2.5.2 地文因子 19
第三章 模糊理論 21
3.1 模糊數學概述 21
3.2 二值邏輯特徵函數 21
3.3 經典集合與模糊集合論 22
3.4 模糊隸屬函數的推估 25
3.4.1 建立隸屬函數原則 25
3.4.2 隸屬函數確定方法 25
3.5 常用的隸屬函數 27
3.6 模糊集合的表述方法 32
3.7 模糊集的運算 33
3.7.1 模糊綜合評價 39
3.8 因子集權重的確定方法 40
3.9 模糊綜合評判 43
3.9.1 模糊迴歸模式 45
第四章 土石流危險度分析 48
4.1 土石流發生因子選定及隸屬函數建立 48
4.1.1 水文因子 48
4.1.2 地文因子隸屬函數 49
4.1.3 研究區域 56
4.2 陳有蘭溪流域土石流地文因子權重確立 61
4.3 陳有蘭溪流域臨界雨量線之建立 63
4.4 模糊綜合評判實例驗證 67
第五章 結論與建議 82
5.1 結論 82
5.2 建議 83
參考文獻 84
參考文獻
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