第三章 研究區位環境概述
3.4 沙丘性質
使潮流增強至 17
cm s
至 28cm s
間。見圖 3.15,根據中央氣象局 2004 年於新竹香山外海 1.5
km
所作 觀測顯示,期間所觀測之最大波高(H1/3)為 2.53m
,所對應週期(T1/3) 為 6.7sec
, 平均波高為 0.55m
~1.17m
。
Md
ϕ=
ϕ50 (3.1)ϕ
50:累積通過 50%所對應之ϕ
值2
16
84
ϕ
ϕ
ϕ
= +
M
(3.2)ϕ
84:累積通過 84%所對應之ϕ
值ϕ
16:累積通過 16%所對應之ϕ
值
2
16
84
ϕ
σ
ϕ =ϕ
− (3.3)
( )
ϕ ϕ
ϕ
σ
σ ϕ ϕ
β
⎥⎦⎢⎣ ⎤
⎡ − −
= 2 95 5 1
(3.4)
ϕ
95:累積通過 95%所對應之ϕ
值ϕ
5:累積通過 84%所對應之ϕ
值25
ϕ
75ϕ
ϕ =
S
(3.5)ϕ
75:累積通過 75%所對應之ϕ
值ϕ
25:累積通過 25%所對應之ϕ
值ϕ ϕ
ϕ ϕ
σ
α
=M
−M
d (3.6)各統計粒徑參數之物理意義為:
一、中值粒徑
M
dϕ乃表示沙丘沉積物粒徑(沙粒徑)分佈的中值粒徑,藉以顯示沙 粒徑的平均狀況,值越大表示平均顆粒越細,反之則越粗;一般而言 離沙源區越近之沉積物顆粒越粗,粒徑平均
ϕ
值越低。二、平均粒徑
M
ϕ其可表示粒徑之幾何平均值,通常
M
ϕ與M
dϕ甚接近,兩者間差異 愈大時表曲線愈歪向一邊,歪度α
ϕ之絕對值愈大;如分佈偏重於大ϕ
值(細徑)則M
ϕ>M
dϕ、α
ϕ<0。三、標準偏差
σ
ϕ表示天然篩分性或粒徑分散範圍,
σ
ϕ大表粒徑分散範圍廣。四、峰度
β
ϕ乃顯示沙粒徑大小分佈在中央與兩端的程度,常態的
β
ϕ值為 1;當中央的淘選比兩端好時
β
ϕ值趨大,β
ϕ值>1 表其沙粒徑柱狀圖分佈 漸呈突出峰,粒徑分佈較集中;β
ϕ值<1,其沙粒徑柱狀圖分佈漸呈 平坦峰,表其粒徑分佈廣。五、淘選度
S
ϕ為表示淘選良否之程度,數值越大,表示粒徑大小參差不齊,淘 選度差;數值越小,表示粒徑大小集中,淘選度佳。
六、歪度
α
ϕα
又稱偏態係數,顯示沙粒徑分佈偏離常態對稱分佈之程度;α
若為正值,表沙粒徑偏向粗粒,粗粒的沉積物源是由添加或侵蝕作用 所造成;
α
φ若為負值,表沙粒徑偏向細粒,細粒的沉積物源是由沉積 作用所造成。沙丘區各統計粒徑參數之特質性如下所述:
1. 其平均
M
dφ 值於 Zone I、Zone II、Zone III 分別為 2.15、1.93 及 2.06,認為其粒徑尺寸與平面位置間之相關性不大。2. 其平均
σ
ϕ 值於 Zone I、Zone II、Zone III 分別為 0.53、0.46 及 0.42,認 為 其 粒 徑 尺 寸 之 分 散 範 圍 不 廣 , 其 粒 徑 範 圍 介 於 0.13
mm
~0.41mm
之間。3. 其平均
β
ϕ值於 Zone I、Zone II、Zone III 分別為 0.76、0.59 及 0.35,因
β
ϕ值<1,故認定其峰度分級屬「極扁平」,表在其粒徑範圍內並 無特別集中現象。4. 其平均
S
ϕ值於 Zone I、Zone II、Zone III 分別為 1.39、1.31 及 1.30,屬淘選不良者。
5. 其平均
α
ϕ值於 Zone I、Zone II、Zone III 分別為-0.20、-0.20 及-0.11,其歪度分級屬「極偏細~偏細」,表其沙粒徑多為細粒,而細粒沙 多為風力堆積或水力沉積作用所造成。
3.4.2 沙丘沙之
pH
值、氯離子含量、單位重、含水量基本上,植物可適應之土壤
pH
值域大,然不同植物各有其適應 範圍(適合植生之土壤為 5<pH
<9 者);沙丘之pH
值最直接受海水 左右,海水之pH
值約為 7.6~8.3(陳彥奇,2006),本研究所量測之 海水pH
值介於 8.07~8.11 之間。於九處採樣點所得之沙丘沙pH
值介於 6.85~7.71 之間,知曉其屬於弱鹼性,且發現沙丘各斷面的
pH
值差 異不大。惟在 12 月份,各斷面的pH
值高於其他月份,推斷受海洋漲 退潮之海水浸漬以及東北季風之影響。於海岸凸出處,如桃園、新竹、苗栗及中部彰化雲林一帶沿海地 區,易遭受東北季節鹽風之吹襲(即每年 10 月至翌年 3 月間),挾帶 高濃度鹽分之強風影響海岸環境甚劇而造成鹽害。在 1
kgf
重的標準 海水中約有 34gf
的鹽類,其中氯離子約含 19gf
,菲律賓及臺灣沿海 海水之鹽分約為 0.034(陳彥奇,2006)。本研究則依據 CNS 1240 規 範量測沙丘沙之氯離子含量,其於北端 0.0011%、中間 0.0014%、南 端 0.0012%。CNS 1240 規範建議混凝土骨材細粒料中之水溶性氯離 子 含 量 於 預 力 混 凝 土 必 須 小 0.012% , 於 其 他 混 凝 土 必 須 小 於 0.024%,故認為沙丘區之沙可就近使用為海岸混凝土構造物(消波異 形塊、護坦工、基礎工、坡面工等)之骨材細粒料。於沙丘沙之單位重量測上,係將採樣圓筒插入取樣點,圓桶底部 用毛玻璃固定取出試體,用刮刀刮平圓筒口,用毛刷清理圓筒附近多 餘的沙,最後將試體秤重除圓筒體積而得單位重,於每一沙籬隔區間 測九點。圖 3.22 為 Zone II 晴天之單位重量測值,圖 3.23 為 Zone II 雨天之單位重量測值,其餘兩區之單位重性質同 Zone II 者,晴天所 量測之三區單位重介於 14.03
kN
/ m3~16.68kN
/ m3之間,而雨天則介於 16.87kN
/ m3~17.66kN
/ m3之間。且發現每一沙籬隔區間之單位重於西 南側較大,乃是因為研究區域內沙籬之走向為 N30oW,其與最多風 向之夾角約為 75o,導致越往西南迎風面之沙粒較為緊密之故。經本研究量測晴天與雨天之沙丘沙含水量列於表 3.5,得知表面
沙之晴天含水量 0.45%、雨天含水量 7.09%。因為於 30
cm
深度以下 之晴雨天含水量變化不大(3.35%~5.41%),故認為維持此區植被生長之根部含水量約為 3.5%。惟前述之表面沙含水量,於晴天會因濕度 而異,於雨天則會因降雨強度而異。