礫石河床橫向變異性

Mosley and Tindale(1985)於紐西蘭 Ashley River 之辮狀河段進行河 床質取樣調查，發現不同沈積環境（包括四處不同程度之不活動區域 A、B、C、D，以及交替沙洲、側向沙洲、橫向沙洲、深潭與近水堤岸 等）間河床質存在變異性，其中以交替沙洲河床材料顆粒最粗（圖2. 3）。 其間差異不僅造成河床質縱向變異性，亦會造成河床質橫向不均質分佈

（圖2. 4）。

圖2. 3 不同沈積環境與河床質平均粒徑關係圖，同一沈積環境左側數值為 體積法調查結果，右側數值為網格法調查結果（改繪自Mosley and

Tindale,1985）

Morris and Fan(1998)認為河床質橫向亦存在不均勻分佈，主要水流 線沿線堆積顆粒較粗，造成河川中央底床顆粒會較近堤岸處底床床質為 粗。

Haschenburger and Wilcock（2003）於 Carnation Creek 以磁石標記 或取代河床顆粒，用以觀察礫石河床傳輸特性，發現礫石河床沈滓傳輸 於一區域內存在三種狀態，分別是完全不運動、部分運動與完全運動（顆 粒位移超過1 公尺視為運動），各個狀態涵蓋範圍隨流量變化而調整。

由觀察得知表面顆粒捲增範圍會隨洪水增加有側移現象。在低洪水事件 中完全運動區域位於主深槽附近，部分運輸發生在主深槽與堤岸間之沙 洲上，隨洪水增大靠近堤岸邊之不動區域漸變成部分傳輸之狀態，完全 運動區域也由主深槽往外擴大，當滿槽流時完全運動狀態完全取代部分 傳輸狀態。

當50%~70%的平灘流量發生時，造成 60%河床表面處於部分傳輸 狀態。其餘部分幾乎屬於完全運動狀態（包含主深槽區域），僅接近邊 緣地帶屬於完全不運動狀態。85%平灘流量發生時造成剩下 25%~50%

面積處於部分傳輸狀態。滿槽流時則幾乎整個河床均產生完全傳輸。當 河床處於部分傳輸狀態時，顆粒運動狀態與洪水大小有關，洪水較小時 僅能傳輸小顆粒，當洪水越接近全面運動門檻較大顆粒逐漸被驅動。

由上述可知，因渠道橫斷面存在地形起伏，主深槽處最深，其次為 邊灘、沙洲與洪泛平原，水面淹蓋範圍隨洪水增大而擴大，當淹沒區水 深加深提高驅動力將促使顆粒運動狀態大幅增加。由於促使全面運動之 洪水事件並非經常性發生，低洪水事件僅造成主深槽部分床質變化，未 達全斷面顆粒運動洪水將次高地形（例如：灘或沙洲）河床質細顆粒掏

選運移，因此造成橫斷面上床質粒徑分佈差異。

河川掏選作用為改變底床顆粒分佈之主因。底床地形與河川流量之 組合決定水流覆蓋河床區域與面積，當洪水流量越大覆蓋面積亦越大，

產生掏選作用之範圍亦隨之增加。上述因素造成不同沈積環境間河床質 存在差異，但即便於同一沈積環境內之河床質亦存在差異（例如：沙洲 上游處顆粒較粗，下游處顆粒較細）。如何取得橫向具代表性之河床質 參數，需考慮調查目的再加以評估。單一沈積環境內多少調查數量足以 代表該沈積環境河床質？整體河床橫向代表性如何決定？雖然Mosley and Tindale 曾對需求數量說明，但僅提供辮狀河川之比較，且無具體說 明不同沈積環境間河床質材料是否存在關係。由於河床質調查工作所需 資原相當龐大，為提高工作效率應進一步討論不同沈積環境間河床質參 數之關係，以經濟數量達到調查目的將有助於河床質調查工作進行。