第五章 研究概念與方法
第一節 影響邊坡發育的因子
影響泥岩邊坡發生變動原因有很多，主要的有天候、風化情況、材料特性、
地形特性幾個重要因子。
圖 ４.1 泥岩邊坡各種影響因子間的關係
降雨是重要的環境因素，也是造成邊坡表面風化與侵蝕作用的啟動關鍵，而 這個關鍵會被降雨事件的降雨量及強度所影響(圖 ４.1)。此外，還要加入啟動閾 值的概念。大型降雨事件所測到的邊坡侵蝕量，大致與高降雨強度及降雨總量成 正比。但在小型降雨事件中，邊坡有可能會因降雨事件的雨量或強度太低，無法 造成邊坡明顯的沖蝕現象。在泥岩邊坡變動的降雨閾值，南非約為日雨量 10
mm、西班牙為 40 mm；台灣本土的數據，據田寮現地降雨模擬觀測結果，表面徑
種演變有短期的變化(降雨事件影響)、長期的變化(歷經完整的漲縮循環)，以及具
第二節 研究設計
本研究為了瞭解泥岩邊坡在降雨事件後的變遷，以及控制邊坡變型的主要因 子，因此需要找出代表邊坡變遷的追蹤因子。在本研究中，最基本的追蹤項目是 地表的變遷，來找出邊坡上所有位置的變化情況。這個部分是由精密測量來取得 地表資料。本研究設定在 2011 年 2 月、5 月、8 月(田寮與龍崎樣區)以及 12 月 (僅龍崎樣區)進行測量，分別求取代表乾季的第一期(2 月至 5 月)、雨季的第二期 (5 月至 8 月)及第三期(8 月至 12 月)。得到各期的測量結果之後，轉換為 DTM，
進行資料檢核(圖 ４.2)。通過資料檢核後，將資料套疊，取得各期間內樣區地形 的變化資料。
圖 ４.2 資料品質檢核示意圖
第二部分為地形特徵的萃取。過去邊坡研究顯示，影響到邊坡侵蝕量的因子 相當多，從坡長、坡度、水系密度、入滲、地下水湧出、紋溝位置、邊坡(集水 區)外型、邊坡縱剖線等等。在本研究中，直接由精密測量結果轉換者，能得到坡 長、坡度、水系密度、邊坡(集水區)外型、邊坡縱剖線這些項目。為了後續的分
析需要，邊坡縱剖線被選擇作為邊坡發育型態的分析指標；紋溝由許多文獻指認 為影響到邊坡侵蝕的重要因子，而被選為追蹤邊坡侵蝕位置的指標；集水區面積 可表達整體邊坡的概況，因此選取其來計算；坡度於本研究因為與侵蝕量的關連 度，比坡長、水系密度等其他因子更好，亦被選為分析的追蹤因子。
圖 ４.3 研究流程
第三節 研究方法(一)、降雨事件後的觀察：邊坡現地變遷 監測—地面光達掃描。
本研究使用的是 Leica 公司之 Scanstation II 地面光達掃描器(照片 4.1)，作為邊 坡監測的器材。依據 Leica 公司提供的資料表(Leica, 2007)，該器材課使用第三級 雷射，可在每秒掃描 50000 個點。地面光達大量且快速的測量，將過往使用固定 點位的沖蝕針測量方式提升許多效率。儀器表定之掃描範圍，在 90％的物體反射 率之下，可測量範圍為半徑 200 m。在泥岩區，因為材料性質以及土壤含水的有 無，均影響到雷射的反射率，經實測結果，在泥岩試驗區的反射率僅為 40～50
％，因此量測距離為半徑 50 m，若遇到仍保含水分的土壤，甚至僅為 20 m。地 表解析度部分，為求測量點雲的平均分布，因此設定為地表範圍每 1 cm 見方投影 網格，給予 1 個測量點，經實測結果，每個網格 1 cm 見方投影網格大約可收穫 0.7 至 1 個測點資料。