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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:徐英哲
研究生(外文):Ying-Jhe Syu
論文名稱:無線感測器應用於室內水槽土石流運動過程之研究
論文名稱(外文):The Application of Wireless Sensors to the Debris-Flow Movement in the Laboratory Flume
指導教授:林炳森林炳森引用關係
指導教授(外文):Ping-Sien Lin
口試委員:李德河廖志中
口試委員(外文):Der-Her LeeChih-Chuang Liaw
口試日期:2015-07-25
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:土木工程學系所
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:2015
畢業學年度:103
語文別:中文
論文頁數:102
中文關鍵詞:土石流監測土石流無線感測器泥沙濃度感測
外文關鍵詞:debris-flow monitoringdebris flow wireless sensorsediment concentration sensor
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台灣因位於歐亞板塊與菲律賓海板塊交會處,其地質構造複雜破碎、且多地震,自古以來地質災害便頻繁發生,加上近年來極端氣候影響下,颱風豪雨所帶來雨量屢創新高,又因主要災害為洪水、山崩與土石流等,而山坡地區又以山崩與土石流最為嚴重,而土石流更為近年來影響台灣甚鉅的坡地災害之一,因此政府與相關學術單位逐漸重視其土石流所帶來之災害,並進行相關研究,如:土石流發生之機制、流動特性與災害監測以及防治工法等,盼能有效抑制土石流發生或降低其危害,以保障國人生命財產安全,亦為現今土石流防災研究上的重要課題。
無線感測器應用於土石流監測,能克服現行事發型監測系統在地形上之限制,以提升其監測範圍進而提高應變時間。一般無線感測器系統之設計,多為假設無線感測器安裝於固定地點,或具有自主移動之能力。而在此主要以非自主性移動的無線感測器之土石流監測為主軸,其特色在於無線感測器被動的順著土石流流體之推動,來進行土石流內部特性之量測與分析。因此本研究主要探討以不同的無線感測器模型試體之外型構造與配重進行室內水槽模型試驗,來尋求在土石流運動過程中較佳推動的無線感測器之外型構造、配重,以提供未來無線感測器在土石流災害監測上之設計參考。
由兩種室內水槽模型試驗中可以發現:外型構造以帆船型(縱向)在土石流推動中較為理想,而單位重設定為1.45 g⁄〖cm〗^3 在土石流推動中,較能穩定跟隨土石流之流動,進而減少無線感測器在土石流內部的磨損與碰撞之危害。


致謝 I
摘要 II
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 VIII
照片目錄 IX
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究背景 2
1.3 研究動機與目的 3
1.4 研究方法與流程 7
第二章 文獻回顧 10
2.1 土石流定義與型態 10
2.1.1 土石流定義 10
2.1.2 土石流型態 13
2.2 土石流相關特性 18
2.2.1 坡度特性 18
2.2.2 土石流泥砂濃度特性 22
2.2.3 降雨特性 24
2.2.4 流動特性 26
2.2.5 土石流堆積特性 32
2.3土石流災害防治 33
2.3.1 土石流危害 34
2.3.2土石流監測與預警系統 36
2.3.3土石流監測因子之研究 37
2.3.4無線感測器 40
2.3.5泥砂濃度監測方法 44
第三章 研究區域與試驗方法 46
3.1研究區域概況 46
3.1.1 地形與水系 46
3.1.2 地質概況 48
3.2 無線感測器介紹 49
3.2.1無線感測器設計背景 49
3.2.2無線感測器之構造及原理 49
3.2.3分佈式多點土水感測原理 50
3.3試驗方法概述 53
3.4 現地試坑採樣試驗 55
3.5模擬級配曲線 60
3.6 水槽試驗粒徑尺限制 63
3.7試體準備與製作 64
3.7.1試體之準備 64
3.7.2試體之製作 64
3.8試驗設備介紹 65
3.8.1第一種水槽設備 65
3.8.2第二種水槽設備 67
3.8.3試驗紀錄設備 72
3.8.4水槽試驗之無線感測器模型試體 73
3.9 試驗控制條件 74
第四章試驗結果與討論 76
4.1第一種水槽模型試驗 76
4.1.1第一種水槽模型試驗描述 76
4.1.2第一種水槽模型試驗結果 77
4.1.3第一種水槽模型試驗結果討論 79
4.2 第二種水槽模型試驗 80
4.2.1 第二種水槽模型試驗流況 80
4.2.2第二種水槽模型試驗描述 81
4.2.3第二種水槽模型試驗結果 82
4.1.4第二種水槽試驗結果討論 95
第五章結論與建議 97
5.1 結論 97
5.2 建議 99
參考文獻 100


1.土石流防災資訊網,行政院農業委員會水土保持局,http://246.swcb.gov.tw/weatherInfo/Rainfall.aspx
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4.行政院農業委員會水土保持局(2005),「水土保持手冊」。
5.陳吟玲(2004),「土石流衝擊力與規模關係之研究」,國立中興大學大學土木工程學系碩士論文。
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7.林秉賢(2008),「河道粒徑組成誘發逕流型土石流之研究」,逢甲大學土木及水利工程系研究所博士論文。
8.詹錢登(2008),「土石流監測及預報系統規劃研究」,行政院農業委員會土水保持局。
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12.曾立隆(2012),「使用小型渠槽研究土石流堆積長度」,國立高雄應用科技大學土木工程與防災科技研究所碩士論文。
13.蔡政廷(2012),「土石流匯入主河道之堆積狀態及影響特性」,朝陽科技大學營建工程系研究所碩士論文。
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