節理間距影響趨勢

上升，啟動剪應力之提升幅度漸緩。節理間距在 0.4m 時，模擬結果 中較低之爬升面坡角，也還能夠在正常範圍的剪應力值下發生沖蝕下 切行為，由此可驗證 Whipple(2000)認為節理間距在 1m 以下，沖蝕行 為由塊體抽離機制主控。

圖 5.13 不同節理間距對啟動剪應力之影響趨勢(數值模擬結果)

圖 5.14 不同節理間距對啟動剪應力之影響趨勢(K_h指標所估結果)

圖 5.15 β=15˚時不同節理間距模擬結果與 Kh指標所估結果之比較

5.5.2 沖蝕下切速率與沖蝕形態

節理間距上升即代表塊體大小提升，當塊體越小，會越容易脫離，

理應較容易產生沖蝕行為。若不考量啟動剪應力之差異，以剪應力為 比較之標準，在相同剪應力條件下，較小塊體造成之平均沖蝕下切速 率相對較高，如圖 5.16 所示（比較 spacing=0.2m 及 0.4m 之曲線）。

於前述沖蝕下切速率驗證探討中，發現當超額剪應力較大時，平 均沖蝕下切速率受限於沖蝕模型之床面剪應力重設週期（reset），而 造成平均沖蝕下切速率提升幅度降低。啟動剪應力低之較小塊體，若 欲與啟動剪應力高之較大塊體進行平均沖蝕下切速率比較，則必須先 越過相互間啟動剪應力的差距，此時較小塊體超額剪應力已達相當程 度，平均沖蝕下切速率提升幅度降低，以剪應力為比較標準，較無實

際意義，且有可能產生趨勢不符的情況。圖 5.16 中，若持續提升 spacing=0.2x0.2 m 曲線之剪應力，則可能無法繼續維持相同剪應力下，

較小塊體平均沖蝕下切速率較高之趨勢。因此探討不同節理間距平均 沖蝕下切速率之變化時，也必須以超額剪應力為比較的基準。

圖 5.16 以剪應力為基準比較不同節理間距平均沖蝕下切速率之變化 (β=15˚)

不同節理間距在相同位態條件下，以超額剪應力為比較平均沖蝕 下切速率之基準時，節理間距越大，剪應力作用於岩床面個別塊體之 作用面積越大，且單次脫離之塊體面積也越大，因此平均沖蝕下切速 率越高，如圖 5.17~5.21 所示。β=30˚& 75˚因模型之不均勻下切階段 較長，導致趨勢不平均，主要為位態條件之影響。

由附錄 B（圖 B.1~B.4）可看出，節理間距對沖蝕形態無明顯影

響趨勢。節理間距提升至 0.8x0.8m 後，β=30˚之最終沖蝕形態趨於平 緩，此因圓角邊長固定，節理間距上升造成圓角化比例下降，而圓角 化比例較小時，模型較易達到穩定均勻下切所致。節理間距 1.2x1.2m、

β=75˚之最終沖蝕形態極為平緩，也肇因於圓角化比例下降，其沖蝕 形態看似穩定，但尚未達穩定均勻之下切速率。

圖 5.17 不同節理間距對平均沖蝕下切速率之影響趨勢(β=15˚)

圖 5.18 不同節理間距對平均沖蝕下切速率之影響趨勢(β=30˚)

圖 5.19 不同節理間距對平均沖蝕下切速率之影響趨勢(β=45˚)

圖 5.20 不同節理間距對平均沖蝕下切速率之影響趨勢(β=60˚)

圖 5.21 不同節理間距對平均沖蝕下切速率之影響趨勢(β=75˚)

5.5.3 討論

節理間距增大大幅度提升沖蝕啟動剪應力，河床下岩體可能承受 到多種不同作用力而造成其沖蝕行為之發生，若僅考慮床面剪應力之

沖蝕啟動後，除平均沖蝕下切速率外，節理間距對沖蝕形態則較無明