礫石層邊坡形成土石流之微地形探討ppt課件

1、土石流為一具有強(qiáng)大破壞力之土砂運(yùn)動(dòng)型態(tài)，從發(fā)生至停頓之過(guò)程中，頗受地形條件、水流狀況與土體組成等因子之影響，而呈現(xiàn)不同之流動(dòng)形態(tài)與規(guī)模。本研討擬藉航照判釋、理論分析、現(xiàn)地調(diào)查與試驗(yàn)分析等方法，以苗栗縣火炎山為研討案例，進(jìn)行崩塌轉(zhuǎn)換為土石流過(guò)程之分析。遠(yuǎn)藤遠(yuǎn)藤(1958)(1958)歸納歸納以土石流的地貌條件、地質(zhì)組成、促發(fā)要素、力學(xué)特徵等為指標(biāo)區(qū)分。以降雨量與降雨強(qiáng)度區(qū)分。坡面崩塌與土石流調(diào)查坡面崩塌與土石流調(diào)查相片根本圖數(shù)化分析相片根本圖數(shù)化分析土石流臨界坡度推估土石流臨界坡度推估土石流流量推估土石流流量推估坡面崩塌與土石流調(diào)查相片根本圖數(shù)化分析數(shù)化後的相片根本圖進(jìn)行數(shù)位化處理，可量測(cè)集水面

2、積、崩塌面積、堆積區(qū)面積、形狀係數(shù)、平均坡度等特性。土石流臨界坡度推估sin1sinsatwTHnhcostansatwRHnhtan1tanwsatwHnh欲使堆積土砂發(fā)生流動(dòng)，則推移力必需大於阻抗力，在臨界條件時(shí) Fs=R/T=1：土石流流量推估首先估算流動(dòng)中之土石流體積濃度首先估算流動(dòng)中之土石流體積濃度 tantantanDC以合理化公式推估清水流流量以合理化公式推估清水流流量 Qw Qw，再推估清水流量與土石流，再推估清水流量與土石流體積濃度體積濃度 CD CD，可推求土石流之流量，可推求土石流之流量 QD QD之關(guān)係之關(guān)係*DwDCQQCC溪床上土石堆積物之體積濃度 C* = I P

3、r，Pr為溪床上土石堆積之孔隙率。土石流流深土石流流深 hD hD為為53310WDDn QhSB自然環(huán)境自然環(huán)境北高南低、東高西低北高南低、東高西低高程介於高程介於100m600m100m600m間，間，平均高程約為平均高程約為332m332m?；鹧咨綄凫兜谒募o(jì)的火炎山屬於第四紀(jì)的頭嵙山層、紅土臺(tái)地頭嵙山層、紅土臺(tái)地堆積層、臺(tái)地堆積層堆積層、臺(tái)地堆積層以及現(xiàn)代沖積層。以及現(xiàn)代沖積層。土石流地形描畫(huà)土石流地形描畫(huà)火炎山全區(qū)可分為火炎山全區(qū)可分為5 5條沖蝕溝，呈南北向條沖蝕溝，呈南北向陳列，其中尤其是第陳列，其中尤其是第坑的出砂量最大?？拥某錾傲孔畲?。該區(qū)崩落的礫石停積於邊坡趾部，或堆積該區(qū)崩

4、落的礫石停積於邊坡趾部，或堆積在溪谷中，為土石流的來(lái)源之一。在溪谷中，為土石流的來(lái)源之一。本區(qū)邊坡破壞型式可分本區(qū)邊坡破壞型式可分為三種：為三種：崩塌、崩塌、滑動(dòng)、滑動(dòng)、切切蝕，其中切蝕的成因不蝕，其中切蝕的成因不易釐清，故不列入討論。易釐清，故不列入討論。邊坡破壞邊坡破壞普通邊坡型態(tài)可分為9種根本坡形。(Parson,1988)邊坡破壞邊坡破壞本區(qū)崩塌以平行凸坡為主，土石流均發(fā)生在內(nèi)聚凸坡。本區(qū)崩塌以平行凸坡為主，土石流均發(fā)生在內(nèi)聚凸坡。本區(qū)邊坡破壞型式可分本區(qū)邊坡破壞型式可分為三種：為三種：崩塌、崩塌、滑動(dòng)、滑動(dòng)、切切蝕，其中切蝕的成因不蝕，其中切蝕的成因不易釐清，故不列入討論。易釐清，故

5、不列入討論。土石流形貌土石流形貌由表顯示火炎山五條坑溝由表顯示火炎山五條坑溝的地形特徵為：的地形特徵為：主河道長(zhǎng)為主河道長(zhǎng)為450992m450992m。集水區(qū)形狀係數(shù)介於集水區(qū)形狀係數(shù)介於0.180.450.180.45之間。之間。溪谷平均坡度均在溪谷平均坡度均在1515度以度以上。上?？訙暇鶎僖淮喂?，集水面坑溝均屬一次谷，集水面積介於積介於6.0418.11ha6.0418.11ha。水文分析水文分析土石流運(yùn)動(dòng)形態(tài)土石流運(yùn)動(dòng)形態(tài)與規(guī)模與規(guī)模假設(shè)集水區(qū)面積採(cǎi)用土石流發(fā)生點(diǎn)以假設(shè)集水區(qū)面積採(cǎi)用土石流發(fā)生點(diǎn)以上之集水面積，逕流係數(shù)採(cǎi)上之集水面積，逕流係數(shù)採(cǎi)0.950.95，降，降雨強(qiáng)度採(cǎi)雨強(qiáng)度採(cǎi)

6、5050年頻率因次公式計(jì)算。假年頻率因次公式計(jì)算。假定定Pr=0.4Pr=0.4、=1t/m3=1t/m3、=1.9t/m3=1.9t/m3、=25=25。土石流發(fā)生之臨界坡度土石流發(fā)生之臨界坡度由現(xiàn)地採(cǎi)樣之土砂經(jīng)室內(nèi)分析結(jié)果得知，溪谷堆積土砂之性質(zhì)為=33，sat=1.97g/cm3，n=0.4，則其(溪床坡度)與H/h(土石流深度與逕流深度比值)之關(guān)係如圖所示。土石流發(fā)生之臨界坡度土石流發(fā)生之臨界坡度由圖可知，在由圖可知，在H/h5H/h5時(shí)很趨近於試區(qū)土砂時(shí)很趨近於試區(qū)土砂的內(nèi)摩擦角，邊坡安的內(nèi)摩擦角，邊坡安定條件此時(shí)以?xún)?nèi)摩擦定條件此時(shí)以?xún)?nèi)摩擦角來(lái)控制；當(dāng)水深添角來(lái)控制；當(dāng)水深添加，臨界

7、坡度變小，加，臨界坡度變小，最後在最後在6 6度以上邊坡度以上邊坡即能夠不安定而引發(fā)即能夠不安定而引發(fā)土石流。土石流。土石流發(fā)生之臨界流深與時(shí)雨量土石流發(fā)生之臨界流深與時(shí)雨量利用土石流流量反算流動(dòng)深度，坑溝輸送區(qū)平均溪床坡降為0.21(12)，溪床平均寬度5m，推估土石流發(fā)生時(shí)之最小逕流水深為0.16m，再推估土石流發(fā)生流動(dòng)之深度為0.28m，以該區(qū)的逕流水深換算降雨強(qiáng)度，則為35mm/hr，因此逕流水深為0.16m與最大時(shí)雨量35mm/hr，似可作為本區(qū)發(fā)生土石流與否之參考指標(biāo)。土石流發(fā)生之降雨類(lèi)型土石流發(fā)生之降雨類(lèi)型林俊全教授(1994)調(diào)查本區(qū)土壤深度大多在15cm深以上，崩塌發(fā)生方式為淺層滑落，降雨後土壤含水量維持約七、八天後，才漸漸又回復(fù)到乾燥狀態(tài)，因此本區(qū)土石流災(zāi)害最主要的緣由除豪雨所帶來(lái)超過(guò)最大時(shí)雨量35mm/hr的逕流，或於先前降雨使土壤含水量添加之連續(xù)降雨現(xiàn)象。 本區(qū)坡面崩塌與土石流均發(fā)生於內(nèi)聚凸坡，顯示此種地形有利於上方地表逕流的集中，呵斥地表侵蝕。同時(shí)凸坡有利於崩塌土體在較陡之坡度下，沿坡面滑動(dòng)構(gòu)成較佳之流動(dòng)環(huán)境，而得以使崩塌土體構(gòu)成短距離之土石流現(xiàn)象出現(xiàn)。除此之外，坡度亦決定發(fā)生崩塌或流動(dòng)區(qū)位大小之關(guān)鍵。 H/h(土石流深度與逕流深度比值)5時(shí)，邊坡坡度很趨近於試區(qū)土砂之內(nèi)摩擦角，邊坡安定條件此時(shí)以?xún)?nèi)摩擦角來(lái)控制