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研究生:邱奕旭
研究生(外文):YI-HSU CHIU,
論文名稱:土石流現地監測與地聲頻譜分析
指導教授:周憲德
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程學系
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文出版年:2020
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:321
中文關鍵詞:土石流降雨地聲流動距離
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本研究於苗栗縣三義鄉火炎山一號坑進行土石流現地監測,透過影像畫面及地聲儀監測土石流的流動歷程,分析土石流的前端速度及體積,及探討土石流產生堵塞以及河道改道等原因。本研究分析2016年至2019年間二十四次土石流事件的雨量相關特性,除前期累積雨量外,後續降雨、連續土石流事件及河道改道皆是影響土石流移動距離之重要因子。以現地攝影設備配合地聲儀監測並記錄地表逕流、土石流以及高含砂水流所產生的地表震動訊號,探討其不同的地聲訊號與頻率特性,並得知地表逕流事件的頻譜特性為50至 60 Hz之間,落石事件的頻譜特性約為40 Hz,土石流事件的頻譜特性為20至40 Hz之間,高含砂水流事件的頻譜特性則與地表逕流的結果相同。
This field study of rainfall-induced debris flows at the Houyenshan of San Yi county, Miaoli, Taiwan was performed by analyzing the recorded images of time-lapse photography cameras, the geophone signals and the rainfall data. The rainfall characteristics of the 24 debris-flow events from 2016 to 2019 show that the previous accumulated rainfall, subsequent rainfall, previous debris-flow events and channel avulsion are all important factors affecting the runout distance of the debris flow. The on-site photography equipment and geophone instruments are combined to categorize the geophone patterns generated by surface runoff, debris flows and debris floods. The peak frequencies of surface runoff events and debris floods are between 50 and 60 Hz, while the main vibration frequencies of rockfall events are about 40 Hz. On the other hand, the peak frequencies of debris flow events are between 20 and 40 Hz.
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VIII
表目錄 XXI
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究內容與方法 2
1.4 論文架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1土石流概述及流動特性 5
2.2土石流流速與量體計算 8
2.3土石流與降雨量之相關性 9
2.4土石流地聲訊號特性 11
第三章 研究與分析方法 13
3.1 現地監測系統 13
3.1.1 研究區域 13
3.1.2 現地監測設備 16
3.1.3 監測儀器安裝位置與考量 23
3.2 分析方法 25
3.2.1 土石流流動歷程分析 25
3.2.2 事件後影像對照分析 25
3.2.3 降雨量分析 26
3.2.4 土石流前端部速度分析 26
3.2.5 土石流量體分析 26
3.2.6 頻譜分析 27
第四章 結果分析與討論 31
4.1土石流流動歷程分析 31
4.1.1 2019年06月24日土石流事件 32
4.1.2 2019年06月30日小規模土石流事件 37
4.1.3 2019年08月09日小規模土石流事件 41
4.1.4 2019年08月12日土石流事件 46
4.1.5 2019年08月14日土石流事件 65
4.1.6 2019年08月15日土石流事件 69
4.1.7 2019年08月16日(清晨)土石流事件 78
4.1.8 2019年08月16日土石流事件 82
4.1.9 2019年08月17日(清晨)土石流事件 107
4.1.10 2019年08月17日土石流事件 115
4.1.11 2019年08月19日土石流事件 128
4.2事件後影像對照分析 140
4.2.1 2019年06月24日及06月30日事件後地貌變化 140
4.2.2 2019年08月中旬事件後地貌變化 143
4.3 降雨量分析 148
4.4 土石流前端部速度分析 221
4.4.1 08月12日第一波土石流事件 222
4.4.2 08月15日第一波土石流事件 224
4.5 土石流量體分析 225
4.5.1 事件前橫斷面積估算 225
4.5.2 2019年08月12日第一波土石流事件體積估算 227
4.5.3 2019年08月15日第一波土石流事件體積估算 228
4.6 地聲訊號分析 229
4.6.1 土石流 229
4.6.2 地表逕流 260
4.6.3 高含砂水流 274
4.6.4 振幅法 285
第五章 結論與建議 288
5.1 結論 288
5.2 建議 292
參考文獻 293
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