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研究生:王晉倫
研究生(外文):Chin-Lun Wang
論文名稱:泰平溪集水區臨溪崩塌空間分布及土砂量之研究
論文名稱(外文):The Spatial Distribution and Volume of Riverbank Landslide in Tai-Ping Watershed
指導教授:段錦浩段錦浩引用關係
學位類別:博士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:水土保持學系所
學門:農業科學學門
學類:水土保持學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2010
畢業學年度:98
語文別:中文
論文頁數:199
中文關鍵詞:空載光達臨溪崩塌坡度等值區土砂生產
外文關鍵詞:airborne LiDARlandslide adjacent riverbankslope contourdebris generation
相關次數:
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台灣河川流域集水區之保育治理已成為水資源運用管理重要的一環,溪流臨岸崩塌之土砂直接匯入河道,為河道主要的土砂來源,故為保育治理之重點,為此如何快速且準確評估溪流臨岸之土砂生產,即成為重要且關鍵的課題。本研究利用空載光達(Airborne LiDAR)技術,以95年至98年間建置之高精度數值地形及同步施測之航照,界定野溪深水線及水路流動範圍,再由坡度明顯陡降變化點作為臨溪坡面與河道分界點,以劃定臨溪崩塌區位;最後,以LiDAR產製之數值地形與判釋之崩塌地區域,建立臨溪崩塌土砂運移經驗式,作為未來快速預估臨溪崩塌的土砂運移量之依據。研究成果並與以往常用分析方法比較,以瞭解土砂運移經驗式之適用性及應用範圍。本研究之歸納結論及重要觀察摘要如下:(1) 利用坡度等值區及航照劃定臨溪區域,其各期臨溪裸露地佔集水區總裸露地面積皆超過48%;(2) 本研究以「裸露地面積」及「事發前坡度」建立臨溪崩塌土砂產量經驗式,其可靠性較以往土砂產量推估經驗式高;(3) 航照之陰影區內裸露地乃可能產生大量土砂,故需詳加考量陰影區域之影響,否則將可能低估土砂產量;(4) 含有事件累積雨量之經驗式,因無法確實釐清何雨場為主控崩塌產生之外在誘因,導致經驗式估算結果不佳。

Watershed management has become the important task for water resource management in Taiwan. The landslides adjacent riverbank always induce debris materials which will transport to the river channel directly and the mitigation of the landslides become the focal work in watershed management. Consequently, it is the key issue that how to estimate the volume of debris materials of the landslides adjacent riverbank quickly and accurately. In this study, airborne LiDAR is adopted to generate DTM and is combined with aerial photographs to determine flow line of the river and the boundary of riverbank. Furthermore, the area of landslides adjacent riverbank can be obtained by identifying the point where the slope of hillside near the river drops suddenly. The empirical equation of the volume of debris materials can be established between the difference of DTM and the landslide area. The results of this study can be concluded as follows:
1.The landslide area adjacent riverbank is over 48% to the total landslide area in the watershed.
2.The empirical equation of the volume of debris materials in this study will induce more accuracy of volume estimation compare to other empirical equations.
3.Because the landslide in the shadow area on aerial photograph image is always ignored and that leads to underestimate the volume of debris materials.
4.The empirical equation of the volume of debris materials including the accumulative rainfall factor will induce less accuracy of volume estimation because of the uncertainty of rainfall event and rainfall duration.


摘要 i
ABSTRACT ii
目次 iii
表目次 vii
圖目次 ix
符號說明 xiii
第壹章 緒論 1
1.1 研究動機及目的 1
1.2. 研究方法及內容 3
1.2.1. 建立臨溪崩塌土砂運移經驗式 3
1.2.2. 集水區臨溪崩塌地類型分類及區分 4
1.3 研究流程 4
第貳章 文獻回顧 6
2.1. 集水區土砂來源評估 6
2.1.1. 點源式土砂產量評估-坡面崩塌量 6
2.1.2. 非點源式土砂產量評估-土壤沖蝕量 23
2.1.3. 石門水庫集水區崩塌特性 32
2.2. 土砂運移 35
2.2.1. 集水區土砂運移率 36
2.2.2. 坡面崩塌運移率 43
2.3. 空載光達(Lidar)應用 47
2.3.1. 空載光達在地形之應用 48
2.3.2. 地形及海岸地區測繪 52
2.3.3. 森林地區數值高程模型與樹結構之萃取 54
2.3.4. 高精度優勢結合應用 54
第參章 研究區域基本資料 56
3.1. 集水區基本資料 57
3.1.1. 地文資料 58
3.1.2. 水文資料 60
3.1.3. 人文資料 60
3.1.4. 生態資料 61
3.1.5. 歷年治山防災及跨河構造物 62
3.2. 歷年颱風事件與崩塌地歷程 75
3.2.1. 崩塌地面積與崩壞比 75
3.2.2. 新增崩塌地面積與新增崩壞比 78
3.2.3. 崩塌地復育面積與復育比 78
3.3. 現地地表地質調查 81
3.3.1 泰平溪下游區段 81
3.3.2. 泰平溪中游區段 82
3.3.3. 泰平溪上游區段 82
3.3.4. 整體環境評析 83
第肆章 臨溪崩塌坡面運移特性研究 88
4.1. 研究分析基礎資料及條件 90
4.1.1. 基礎資料及其必需條件 90
4.1.2. 應用軟體 92
4.2. 空載Lidar 技術介紹 94
4.2.1 空載LiDAR發展歷程與施測技術原理 95
4.2.2. 空載LiDAR施測流程及資料處理方式 99
4.3. 臨溪崩塌劃設方式 103
4.3.1. 臨溪崩塌定義 105
4.3.2. 臨溪裸露地劃定方式 106
4.4. 各期臨溪裸露地變遷歷程分析方式 114
4.4.1. 兩期間臨溪裸露地比對分類 114
4.4.2. 人為復育判釋方式 115
4.4.3. 兩期間高程變化量計算方式 118
4.5. 降雨因子考量與探討 119
4.6. 臨溪崩塌土砂運移產量經驗式建立 123
4.6.1.經驗式建立及驗證區挑選原則 123
4.6.2. 因子挑選原則及建立經驗式通式 125
4.6.3. 經驗式驗證與比較 126
第伍章 結果與討論 128
5.1. 各期空載LiDAR施測及數化成果 130
5.1.1. 各期空載LiDAR施測成果及相近時期衛星影像 132
5.1.2. 各期數化分類成果 137
5.2. 各期地形貌變遷歷程 144
5.2.1. 臨溪裸露地集合 147
5.2.2. 臨溪裸露地分區 147
5.3. 土砂運移產量經驗式建立 150
5.3.1. 全新 152
5.3.2. 既有 153
5.3.3. 既有外擴 154
5.3.4. 裸露地集合 155
5.4. 本研究經驗式及常見方法比較探討 157
5.4.1. 本研究建立經驗式推估及實測崩塌土砂運移量比較 160
5.4.2. 經驗式之區域面積係數探討 167
5.4.3. 本研究建立之建議經驗式與常見方法比較 167
第陸章 結論與建議 170
參考文獻 172
附錄一 178
附錄二 191
附錄三 195
附錄四 198


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