表面法

表面法可分為三種調查方法：卵石取樣法(pebble counts，或一般稱為網 格法)、方形網框法(grid counts)與面積法(areal samples)三種，以下將對此三 中方法分別說明。

1．卵石取樣法(pebble counts)

以等間距取樣，並且每條取樣線皆等間距且相互平行，因施做方式類 似以一網格設置取樣點故亦稱為網格法，並將取樣之河床質以開口樣板(圖 2-16)量取粒徑大小，此法可涵蓋的範圍一般約在 100m²，可分為兩種施做 方式：步伐取樣與取樣繩取樣。

步伐取樣是操作者以一定步伐間距下以腳尖下的樣品為取樣目標，並 在取樣時為了確保為隨機取樣，操作者不可以眼睛去判斷取樣目標，以手 指碰觸到的樣品為準，但此法會因操作者不同而有著操作者之間的誤差。

取樣繩取樣是施做處拉一條取樣取樣繩，取樣繩上等間距做上記號，

操作者時取記號下的樣品，當一條測線做完後再以等間距平移當做下一條 測線，此方法可以統一取樣的標準，可改善操作者之間所產生的誤差。傅

拾取 16 個樣品，並且為了避免重複取樣，取樣繩上記號必須相距 1~2 倍現 場最大粒徑之 B 軸，故測線上每個記號設定相距 1m(圖 2-17)，並為了統一 操作過程，統一由左岸往右岸施作(圖 2-18)。

圖 2-16 開口樣板(傅志偉，2005)

圖 2-17 取樣繩(傅志偉，2005)

圖 2-18 網格法示意圖(鍾政良，2006) 2．方形網框法(grid sampling)

此法概念上與網格法類似，是以一方形網框(圖 2-19)為調查範圍，通常大小 約為 1~10m²，在方框內設置好網格，以網格交點下的樣品為取樣目標，取 樣的方法一般有兩種：直接取樣與拍照取樣。

當此法是以直接取樣方法來取得樣品時，則此法其實是與網格法意義 相同。而拍照取樣是在欲取樣區域上，垂直表面拍攝照片，再將方框放在 照片上進行影像處理量測，但此法取受到調查的範圍大小以及拍照的解析 度影響甚大，雖然拍照可節省野外試驗的時間，但僅能以照片上河床質露 出表面的情況來推測大小，精確度亦有待驗證。

圖 2-19 方形網框示意圖(Bunte and Abt, 2001) 3．面積法(areal sampling)

面積法是以一定範圍區域內將表面所有樣品皆取樣，一般適用範圍約 為 0.1~1m²。取樣方法可分為：直接取樣(manual picking,lifting,scraping)、黏 板取樣(adhesives)與非破壞取樣(non-destructive method)三種。

直接取樣方法一般適用在粗礫石河床(coarse gravel bed)，先將欲取樣範 圍以方框標示出來，再將方框內所有表面的河床質取出，由於小顆粒可能 會被較大的顆粒所隱藏，並且在大顆粒取出後很難判斷哪些是屬於表層的 顆粒，故在取樣順序上是以小顆粒優先取樣。Lane and Carlson(1953)建議以 噴漆(spray paint)將表層顆粒做上記號以分辨表層與底層顆粒，而 Church et al.(1987)發現噴漆有可能會從表層滲入底層，而無法明確的將表底層分界。

黏板取樣是將黏性材料如膠水、樹脂、黏土或臘等黏性物質沾在板子 上，在要取樣的表面將顆粒黏取取樣，一般此方法適用在顆粒大小介於砂

與粗礫石間的河床，此法會受到黏性材料類別、黏性材料的量、取樣時下 壓的力量及黏版本身軟硬度而影響取樣品質(圖 2-20)，圖 2-20a 表示黏板過 硬且黏性物質厚度不足，而未能將表層樣品取樣。圖 2-20b 表示雖然黏板能 接觸到大部分樣品，但黏性物質厚度仍不足。圖 2-20c 表示黏性物質過硬，

無法黏取較底下的樣品，圖 2-20e 表示在取樣時，下壓的力量過大，使得取 到底層的樣品。圖 2-20d 為正確的取樣情況，僅取得表層材料。

圖 2-20 黏板取樣示意圖，其中白色顆粒表示表層顆粒，灰色表示底層顆粒，

粗實線表示被取樣顆粒，虛線表示未被取樣或錯誤取樣(Bunte and Abt, 2001)

非破壞取樣則是將取樣範圍拍攝照片(圖 2-21)，之後再一一量取照片上

框僅量取網格交點下的樣品。 而在分析上有許多影像處理的軟體可以使 用，主要皆是先將照片數位化後將照片轉換為灰階(圖 2-22a)，之後經由程 式顆粒分析處理(圖 2-22b)或自行再加以處理以分開顆粒(圖 2-22d)。

由於照片僅能以平面方式呈現，故若欲將其轉換為體積方式分析需假 設河床顆粒 b 軸與重量關係來估計重量(圖 2-23)(Church et al., 1987)

圖 2-21 現場拍照方式(Graham et al., 2005)

圖 2-22 影像處理程序(Graham et al., 2005)

圖 2-23 以 b 軸換算重量於實際量測重量之關係(Church et al., 1987)