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網格法修正方法

第五章 網格法細粒料修正及網格法與體積法結果比較

5.1 網格法修正方法

本次網格法採用Wolman法,由於忽略8mm以下細粒料部分,因此 採用了兩種細粒料修正方法,嘗試補足缺少的細粒料資料。修正結果已 於4.1節列出,本小節將針對修正後之結果,對照現場狀況討論修正結果 的合理性。

依據兩種方法所得的細粒含量做差異的統計,如表5.1所示。共有58 組比例差異在10%以內,有7組差異在10~20%,僅有1組的差異達到20%

以上。此結果顯示兩種修正方法,得到的結果差異不大,可以依照施作 便利性做選擇,並有交互檢驗的效果。

表 5.1 兩種網格法修正方式細粒料含量的差異

細料比例差異 0~10% 10~20% 20%以上

組數 58 組 7 組 1 組

比例 88% 11% 1%

將兩種修正方法所得的細料含量,以10%的間隔為區間,整理出細 料比例的分佈狀況,如表5.2所示。兩種修正方法所得的細料比例大多集 中於10~30%之間,佔了50%以上。而比例>40%以上的組數比例約15%

以下,當細料比例>50%時,則粒徑分佈參數中的D50將落入砂的範圍,

對施作的結果有相當大的影響。

表 5.2 兩種細料修正比例分佈

<10% 10~20% 20~30% 30~40% >40%

細料比例

表 5.3 網格法細粒料修正綜合比較

類型 GA GB GC GD

組數 25 35 5 1

粒徑分佈曲線 GA:細料含量差異<10%,

細料含量<20%

GB:細料含量差異<10%,

細料含量>20%

G_02DaR_007 (M1=9%,M2=8.6%)

G_04DB_045 (M1=53%,M2=62.1%) GC:細料含量差異>10% GD:細料含量差異>20%,

細料含量比例>50%

G_02DaR_009 (M1=22.2%,M2=3.1%)

G_04DB_024 (M1=60%,M2=7.8%)

表 5.4 網格法細粒料修正分類結果

類型 網格法施作組別流水號

GA 01、06、07、08、11、12、14、15、22、23、26、27、28、36、

37、38、42、44、48、49、50、51、53、56、66 GB

02、03、04、10、13、16、17、18、19、20、25、29、30、31、

32、33、35、39、40、41、45、46、47、52、54、55、57、58、

59、60、61、62、63、64、65 GC 05、09、21、34、43

GD 24 以下分別對表4.15的四種分類,進行修正合理性討論:

GA分類為兩種修正結果相近,且細料含量低。此種修正結果不但 可反應出施作區域細料含量低,也可補足細粒料的粒徑曲線,為此次網 格法嘗試修正中最佳結果。此類修正結果的施作點大多位於表面無沉積 細砂的邊灘(圖5.1)以及較晚形成的無植生沙洲(圖5.2)。

圖 5.1 表面無沉積細砂的邊灘

圖 5.2 無植生沙洲

GB分類為兩種修正結果相近,但細料含量高。由於修正所得的細 料含量高,導致修正前後粒徑參數差異大,尤其是D50以下的參數,若細 料比例>40%,則D50將可能落入砂的粒徑範圍內,對礫石河床而言並不 合理。觀察此類修正結果的施作地點,可以發現現場確實有大範圍的細 粒料覆蓋表面(圖5.3),而且大多僅為薄薄一層(大約5cm)。由此可知此類 施作區域修正結果雖然較不合理,但依然可以忠實的反應出現場的表面 狀況。

此外,觀察此類型修正結果的粒徑曲線(圖5.4),可發現幾乎沒有8 mm~ 0.5 mm這個範圍的粒徑。針對此現象,原因說明如下:由於現場 的細砂大多僅為薄層,推測此薄層形成原因可能為:植生造成的風積 土,或是河川水位快速變化而造成邊灘僅有細粒料沉積。此兩種情形產 生的細粒料粒徑偏小,導致粒徑分佈集中於0.5mm以下的顆粒。綜合以 上討論,施作區域若有大範圍的細粒料覆蓋,並不適合使用網格法的細 粒料修正。

圖 5.3 表面有大範圍細粒料覆蓋區域

圖 5.4 網格法修正類型 B 的典型粒徑曲線

GC分類為兩種修正方法所得的細料含量差異>10%,因此修正所得

修正的方法有關。由於長度比例修正法量取的細料長度,為第一條、第 五條與完成施作時的這三條測線的長度比例進行平均,而拾取比例修正 法則是採用整個施作區域的拾取比例,因此兩種方法所涵蓋的範圍並非 完全相同。然而現場的細粒料分佈並不均勻,造成局部區域細料特別高 或低,導致兩種修正方法所得的結果有所差異。因此為了避免兩種修正 結果差異過大,於現場施作時,就需要注意細粒料的分佈,在進行細粒 料修正的時候就需要避開。

GD分類不但兩種修正方法結果差異甚大,且某一修正結果的細粒 料比例也>50%。判斷應是操作上的誤差造成。

總結上述四種修正結果的分類討論,類型GA最適合使用採用修正 方法,類型GB則因表層的薄層細粒料覆蓋而不適合採用修正方法,類型 GC與GD為修正步驟有所缺失造成的不良結果,所佔組數也較少。