彙整國外對於河道沖蝕機制研究之文獻，可將 Whipple et al.(2000)與 Bolleart(2005)所提出之沖蝕機制分為磨蝕沖蝕 (abrasion)、塊體抽離沖蝕 (plucking)、穴蝕沖蝕(cavitation)及剝皮沖蝕(peeling off)等四種。其中，Mini Jet 主要針對磨蝕機制為主的沖蝕量進行試驗與推估。
2.1.1 磨蝕沖蝕
圖2-1為Whipple et al.(2000)提出的磨蝕沖蝕示意圖，圖中顯示凸起的岩 床面前緣受到河床質顆粒衝擊而發生侵蝕，水流受到岩床面凸起的擾動，
於其後面產生紊流而形成壺穴(potholing)(圖2-2)，凸起的表面也會造成流槽 (fluting)(圖2-3)所示。
圖 2-1 岩體磨蝕機制示意圖(Whipple et al.,2000)
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圖 2-2 大安溪河道之壺穴(經濟部水利署水利規劃試驗所，2009)
圖 2-3 大安溪厚層砂岩上水流侵蝕造成之流槽(fluting)(經濟部水利署水利 規劃試驗所，2008)
7 wear)及高角度的變形磨損(deformation wear)。以磨蝕為主要侵蝕機制的河 道常常發展出明顯並且穩定的不規則地形，這樣的地形能使水流產生強烈 的漩渦，加劇磨蝕破壞及穴蝕作用，因而逐漸於岩床產生流槽與壺穴之沖 蝕構造，一但流槽與壺穴形成，強烈的正向反饋機制開始起作用而加強穩 固水流中的漩渦現象，因而更加劇懸移質顆粒對河床的磨蝕」。
2.1.2 塊體抽離
圖 2-4 為塊體抽離之示意圖，Annandale(1995)以一河流流向與岩層呈逆 向的岩塊抽離為例子，岩塊抽離的過程分為三個階段，依序分別為頂開 (wedging)、移出(dislodgement)、脫離(displacement)。
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圖 2-4 岩塊抽離示意圖(Annandale,1995)
在岩盤遭受水流衝擊之下，小裂縫經水力作用擴大為破裂面，接著大 顆粒河床載撞擊河床並且連續彈跳，導致岩體遭連續撞擊後弱化，加上其 他化學風化作用讓弱面完全擴展連通造成塊體與周遭失去連結而獨立。圖 2-6 為塊體獨立後被攜出之過程，水流沖擊瞬間能量造成岩盤內部受力不均 勻的作用應力，使得垂直及水平向裂縫逐漸延伸發展，裂隙間則因波動壓 力作用，使塊體之上浮力大於自體重及側邊摩擦力時，塊體則發生向上運 動而脫離岩床。
圖 2-5 岩床侵蝕的裂隙延伸機制示意圖(Whipple et al.,2000)
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圖 2-6 岩塊攜出作用力示意圖(Annandale,1995) Fup=上舉力
Fdown=水壓 Wg=塊體質量 FS*=側邊抗剪力
2.1.3 穴蝕沖蝕
當河床存在階梯狀落差或障礙物時，局部區域流況的變化造成水流衝 擊或渦流引致河床掏刷的現象，圖 2-7 即為大安溪水流衝擊或渦流造成的孔 洞沖蝕痕跡，流體中懸浮載的增加影響穴蝕甚大，因此加劇渦流對岩床的 侵蝕。
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圖 2-7 大安溪水流衝擊或渦流造成的孔洞沖蝕痕跡(經濟部水利署水利規劃 試驗所，2009)
2.1.4 剝皮沖蝕
此種沖蝕機制是 Bolleart(2005)所提出，其過程如圖 2-8 所示，水流沿 河床表面不斷的將一層一層的小岩塊帶往下游，因此其較常發生在具有地 層為水平且節裡發達之特徵的河床。
圖 2-8 剝皮法示意圖(Bolleart,2005)
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在跌水沖蝕亦會發生剝皮沖蝕，跌水的上下游側皆會發生，且跌水造 成周遭水流不斷循環，更加速岩盤的破壞，如圖 2-9 所示。
圖 2-9 於跌水沖刷下發生剝皮法示意圖(Bolleart,2005)
2.1.5 岩盤沖蝕機制小結
由上述四種沖蝕機制可以看出，影響岩盤沖蝕機制的眾多因素中，以 地質條件為主要因素，地質條件包括岩性、弱面間距、節理及層面方位等。
Whipple et al.(2000)針對硬岩經過一系列的調查發現，當節理間距在 1m 以 下時，塊體抽離(plucking)作用往往會成為主控的沖蝕機制。當岩床屬於完 整岩盤，弱面間距相當大時，岩床沖蝕之主控機制比較可能為透過懸浮載 或河床載內之土石顆粒一再磨蝕沖蝕岩床表面所造成。而穴蝕於大壩溢洪
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