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集水區泥砂運移模式測詴

3-1 參數代表意義探討

由文獻回顧中,許多前人研究皆指出集水區之遞移率與集水區面 積、坡度、與長度占有非常大的關係,本章節將先探討各參數所代表 之意義,供後續模式測詴參考。

本研究中泥砂運移時間為th di

aii

,由方程式可知運移時間th與距 離di成正比關係,當距離越大時所需運移時間就越長。植被糙度越大 代表著漫地流受植被影響流速較小,然後運移時間也會越長。坡度 i 越大時,代表著坡面越陡當坡面越陡時,流速也會較大,相較於流速 變大,當然所需的運移時間也就越短。

接著探討重力沉積與粒子滲透之參數rh,其重力沉積之速度與粒 子滲透之速度,兩者都與粒徑 d 關係較大,當粒徑 d 較大時,其沉降 與滲透速度也較大,所以相同水砂條件下當粒徑較大時會比粒徑小容 易沉積於山坡上,故泥砂到達量也會相對較小。

捕獲率 ev部分,漫地流運移過程中皆會受到植被影響,由此可知 當 ev較大代表著捕獲量越多,捕獲量越多當然出口泥砂到達量也就越 少,本研究在此項因無法求得實際植被數量,故無法得知捕獲率與植 被之準確關係,在模擬部分為假設值,其值為介於 0 到 1 之間。

漫地流水深 H,當水深較深時,流量也會較大,水深較深流量較

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大其所能夠運移至出口之泥砂也會較多,故水深與到達量也為正比關 係。

本研究目前不考慮水深 H 值之詳細估算方法,故在此以合理範圍 之水深當作為輸入參數。

3-2 泥砂運移測詴

本案例主要以單點崩塌後泥砂之運移歷程,來進行模式的測式如 圖 3-1 所示,單點崩塌測詴分別以 0.01 小時、1 小時、10 小時三個 時間點來檢視泥砂傳遞量變化情況。捕獲率 ev以 0、0.5、0.99 設定,

粒徑設定為 0.001mm、0.01mm、0.1mm,1mm、10mm 進行分析。如下圖 3-2 所示

圖 3- 1 單點崩塌示意圖

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0.000001 0.00001 0.0001 0.001 0.01

S DR

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粒徑 d、捕獲率 ev、水深 H 與泥砂到達量之變化。

假設案例模擬事件之集水區條件如下:以左右高程及坡度相同之 對稱集水區如圖 3-3 與 3-4 所示,網格為 40m×40m,在時間 t=0 時,

同時發生崩塌且崩塌深度為 1m,植被係數 ai為 0.7626。

圖 3- 3 模擬集水區示意圖 控制點

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0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

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0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

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圖 3- 9 CASE(1) 中水深 H=0.5m

本研究在比較不同水深對應不同捕獲率 ev 時,亦模擬 ev=0.3、

ev=0.6、ev=0.9 對應水深 H=0.1m、H=0.2m、H=0.3m、H=0.4m、H=0.5m 之泥砂到達量,此部分可以參考附錄二。

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

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0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

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圖 3- 12 CASE(2) 沉泥(Silt)泥砂到達量

圖 3- 13 CASE(2) 黏土(Clay)泥砂到達量

本研究在比較礫石(Gravel)、砂(Sand)、沉泥(Silt)及黏土(Clay),

不同捕獲率 ev時,亦模擬水深 H=0.2m、H=0.3m、H=0.4m、H=0.5m 之 泥砂到達量,此部分可以參考附錄二。

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

0 2000 4000 6000 8000 10000

泥砂到達量m^3

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