3.數值計算的準備 3.1 準備數值計算程式
3.2.2 細粒土砂和粗粒土砂的區別
最大粒徑(𝐷𝑐)如表－3 所示。
表－3 在深層崩塌引發的土石流事例中，可高度重現當時情況的細粒土砂最大粒
粗粒土砂：0.61－0.72 細粒土砂：2－0.3
D50：0.006-0.009mm 0.16-0.23 新井及高橋，1986 泥流型土石流 D50：0.099-0.99mm 0.1-0.42 O’Brien and Julien,
1988
Mud flow D50：0.011-0.035mm 0.1-0.45 J.Major and Poerson,
1992
Fine-grained slurries
粗粒成分：＜2mm 細粒成分：＜0.063mm
粗粒成分：0.44-0.66 細粒成分：0-0.54 江頭等人，1993 含有高濃度細微土砂
的土石流
D50：0.16mm 0.04-0.32 高橋及小林，1993 黏性土石流 粗粒成分：3.25mm
細粒成分：0.002mm
粗粒成分：0.06-0.35 細粒成分：0.21-0.32
Mainali and Rajaratnam, 1994
含有高濃度細微土砂 的土石流
D50：0.22/0.34/0.43mm 0.03-0.44 Coussot and Piau, 1995 Clay-sand-water
mixtures
粗粒成分：0.1-0.2mm 細粒成分：0.005-0.01mm
粗粒成分：0-0.3 細粒成分：0-0.43 新井及高橋，1996 高濃度泥流 D50：0.31mm 0.23/0.4
高橋等人，1996 中間型及泥流型土石 流
0.17/0.66/0.3/2.01mm 0.21-0.38
橋本，2010 高濃度懸移質流、泥
流
0.17mm 0.1-0.3
3.2.3 用於數值計算的孔隙流體密度、土砂濃度、代表粒徑
可用下述方程式代表任意時刻的孔隙流體密度。
在上式中：𝜌𝑤為清水的密度；𝜌𝑠為礫石的密度；𝑤𝑑(𝑡)為土石流中水的比例；
(𝑃(𝐷𝑐))為全土石中粒徑為𝐷𝐶以下之土石所佔的比例。
再者，可用下述方程式代表任意時刻的粗粒土砂的體積濃度（𝐶𝑑(𝑡)）。
3.3 輸入條件的設定
3.3.1 地形條件
3.3.1.1 計算範圍
計算範圍的設定，是將上游端設定為深層崩塌的崩塌土砂進入河道之地點，
以及下游端設定為預測土石流流動最遠到達地點之間的範圍內。
【解說】
此處將崩塌土砂進入溪流的地點，設為具有深層崩壞潛勢之坡面，往溪流
側的最大傾斜方向向下延伸後，與溪流交會之地點。
計算範圍的下游端的設定，必須確認在開始模擬後，土砂不會流出模擬範
圍外。若土砂流出模擬範圍之外，需重新將下游端設定為更下游側的位置。
再者，在呈現谷地地形的區間需準備一維地形，而在預測土石流開始堆積
的區域則需準備二維地形。此外，在一般的設定標準中會將溢流點設為谷地出
口。
3.3.1.2 一維模擬區間的縱斷面形狀
【解說】
若有配置設施時，則設為反映 2.○3 的資訊的縱斷面形狀。
用於一維數值模擬的河道縱斷面形狀，會設定為將現況溪床的各橫斷面上最 低點高程，於縱軸方向相連後所得之形狀。
3.3.1.3 一維模擬區間的河道寬度
用於一維數值模擬的河道寬度，將假設為因深層崩壞所引起的土石流之尖峰
流量流動時經過之河道斷面。
【解說】
若為實施一維數值模擬時，可單純將橫斷面形狀視為矩形來模擬。此時會
將數值模擬地點的矩形斷面的寬度，設為土石流流動時預測在各斷面會產生沖
刷的溪床寬度與流體寬度（「砂防基本計畫制定方針（土石流及流木對策篇）解
說（國土技術政策綜合研究所資料 No.364）」，pp.48-49）之平均值（參考圖
－7）。
河道寬度的設定案例請參考參考資料 4。
【參考】深層崩壞引發之土石流的流動寬度
在過去因深層崩壞所引發的土石流中，可透過土石流發生後之航空像片進
行判釋，或是套疊土石流發生後的數值高程模型（DEM）與數值地表模型
（DSM）來評估土石流的流動寬度。如表－5 所示。
表－5 深層崩壞引發之土石流流動寬度3）
溪流名稱 發生年月 崩壞土砂量 最大值 平均值
大用知（德島縣） 2004 年 8 月 550,000 m3 123m 61m
隻川（熊本縣） 2003 年 7 月 43,000 m3 105m 51m
船石井（鹿兒島縣） 2007 年 7 月 19,000 m3 95m 58m
片井野川（宮崎縣） 2005 年 9 月 910,000 m3 95m 42m
3.3.1.4 二維模擬區域的地形
用於二維數值模擬的地形，使用可以適當表示地形凹凸起伏的數值高程模
型資料。
【解說】
需盡量使用最新的數值高程模型。
再者，二維數值模擬時，基本上使用規則網格來進行模擬，但也可在勘查
現場後使用不規則網格。規則網格有時候無法確實表現出河道的狀況，因此在
計算前必須詳細調查是否能確實表現出河道狀況，無法表現時需另外處理。
3.3.2 供給條件
模擬範圍上游端的土石流孔隙流體密度與土砂濃度時，是以 3.2.3 中假設
土石流的清水比例等同於岩盤孔隙率來設定。
此處的代表粒徑，是以 2.○5 中所得到崩塌土砂之土石粒徑分布中，除去細
粒土砂後的粗粒土砂來作為代表粒徑。
3.3.3 溪床條件
4. 基於數值計算結果評估土石流的規模和氾濫範圍。
因深層崩塌所引起的土石流規模及氾濫範圍，會以數值模擬計算結果為基
礎來評估。
【解說】
綜合判斷數值模擬計算結果（水深、流速、土石流尖峰流量、土石流總流
量、粗粒土砂的體積濃度、溪床堆積土砂的厚度等）後，評估深層崩塌所引起
的土石流規模及堆積範圍。