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系統識別號 U0026-2007201921515000
論文名稱(中文) 莫拉克事件後來社溪集水區及匯流段鄰近河道演變之研究
論文名稱(英文) Study the Evolution of Laishe River Watershed and Channel Nearby the Confluence of Laishe River and Neishe River after Morakot Event
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 賴東暘
研究生(英文) Tung-Yang Lai
電子信箱 tony60292@gmail.com
學號 N86064042
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 105頁
口試委員 口試委員-周憲德
指導教授-詹錢登
口試委員-賴悅仁
口試委員-林秉賢
中文關鍵字 莫拉克事件  河床高程演變  河道形貌  清疏工程 
英文關鍵字 Morakot Typhoon  Riverbed Changed  Channel Morphology  Artificial Dredging Projects 
學科別分類
中文摘要 極端豪雨事件往往導致集水區大量崩塌,地表逕流將土砂材料帶入河道後,造成河床急遽抬升,改變河道原有的現況狀態。本研究將探討莫拉克風災後2009年至2018年間,來社溪河道受不同強度之降雨事件以及人為清淤工程擾動下,河床及河貌演變之情形,藉由蒐集之數值高程地形、正射影像及現地量測資料,描述來社溪與內社溪匯流段鄰近河道高程之沖淤變化。本研究首先依據河道特性(蜿蜒度及河灘地寬)將來社溪河道切分成七個子河道,利用ArcGIS軟體分別討論各子河道於不同研究期間高程變化情形,並以虛擬橫斷面繪製河道高程剖面,瞭解各研究期間河道主深槽高程變化程度。
莫拉克事件後來社溪匯流段鄰近河道高程平均抬升約12.1公尺,河道面積平均增加3.8倍,主深槽高程自下游至上游抬升達7至26公尺。各子河段河道高程於後續期間有不同的變化趨勢。莫拉克事件後來社溪上游及內社溪河道高程下切速率較大而於2013年末後趨緩,2014年後各河段主深槽皆呈現下切,鄰近匯流段上游之河道下切速率於此期間最大。比較2016年與2010年之地形資料,來社溪上游與內社溪河段主深槽高程約減少8.4公尺,匯流段上游子河段主深槽高程下降約4.8公尺,匯流段下游子河段主深槽高程抬升約1.07公尺。2013年至2016年間,匯流段臨近河段受施作清疏工程影響,主深槽高程於乾季下降於雨季受上游輸入之泥沙而回淤,河道坡度隨之改變,由於河床持續變動,鄰近匯流段上下游河段河床質粒徑分布較無明顯趨勢,河道平衡模式持續改變。本研究透過大量資料收集,紀錄來社溪河道與集水區於莫拉克事件後之演變,描述並推測河道高程變化之過程與原因,提供未來面對重大土砂事件後河道整治之參考。
英文摘要 Extremely heavy rainfall events often induce large scale of landslides in the catchment. Tons of sediment would transport into the river, letting the riverbed suddenly raised and changing the original state of the river. This study took the junction of Laishe River and Neishe River as well as nearby reach as research subject. Our study first segmented the study reach into 7 sub-stretches and named them by the characteristics. We analyzed evolution of riverbed elevation changed in each stretch under the disturbance of rainfall events and artificial dredging projects from 2009 to 2018 by annual Digital Elevation Model (DEM) data we collected.
The results show that the elevation of the river nearby the confluence arose 12.1 meters in average after Morokot event. The alluvial plain expanded 3.8 times than before, and the aggradation level of main channel elevation increased from downstream to upstream. Each stretch demonstrated different elevation changed trend in subsequent years. The upstream stretch incised a lot in initial period then the speed of incision decreased. The stretches nearby the confluence aggraded in early period whereas degraded after 2014. Between 2013 and 2016, the stretches nearby the confluence were affected by the dredging project. The elevation of main stream degraded in the dry season however aggraded by upstream sediment transport after rainy season. The slope of the river still changed. The balance between transportation and deposition continues to change. Through extensive data collection, this study records the evolution of the Laishe River and the catchment area after the Morakot event, describes and speculates on the process and causes of the river elevation change, and provides a reference for future river restoration after severe sediment events.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌謝 IX
目錄 X
圖目錄 XIII
表目錄 XVII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究動機 2
1-3 研究目的 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 河道平衡與其調整模式 4
2-1-1 流量 8
2-1-2 清疏工程對河道之影響 9
2-2 國內、外河床演變相關研究 11
第三章 研究區域 15
3-1 集水區概述 15
3-1-1 高程分佈 16
3-1-2 坡度分級 16
3-1-3 坡向分佈 17
3-1-4 集水區地文因子 18
3-2 水文資料 20
3-3 子河道切割 24
3-4 莫拉克風災對集水區之影響 26
3-4-1 莫拉克風災概述 26
3-4-2 集水區崩塌面積變化 27
3-4-3 河道平面幾何變化 35
第四章 研究材料與方法 38
4-1 數值地形模型 38
4-1-1 數值地形模型定義 38
4-1-2 數值地形模型收集 38
4-2 來社溪清疏工程整理(2010至2018) 40
4-3 水文資料整理與頻率分析結果 43
4-4 河道高程變異分析 46
4-4-1 高程變化及變化速率計算 46
4-5 主深槽高程分析 47
4-5-1 主深槽高程變化分析 49
4-5-2 河段坡度計算 49
4-5-3 主深槽高程變化速率 49
4-6 無人載具空拍地形建置 50
4-6-1 無人載具介紹及航線規劃 50
4-6-2 地面控制測量儀器及地面控制點布設 51
4-6-3 數值地形解算軟體 52
4-6-4 數值地形建置成果 52
第五章 結果與討論 54
5-1 河道高程變異分析結果 54
5-1-1 河道高程變異分析(200902至201010) 56
5-1-2 河道高程變異分析(201010至201109) 58
5-1-3 河道高程變異分析(201109至201307) 60
5-1-4 河道高程變異分析(201307至201310) 62
5-1-5 河道高程變異分析(201310至201405) 64
5-1-6 河道高程變異分析(201405至201410) 66
5-1-7 河道高程變異分析(201410至201504) 68
5-1-8 河道高程變異分析(201504至201510) 70
5-1-9 河道高程變異分析(201510至201607) 73
5-1-10 河道高程變異分析(201607至201810) 75
5-1-11 河道高程變異分析--小結(201010至201607) 78
5-2 主深槽高程變化 83
5-2-1 來社溪主深槽高程變化(200902至201310) 83
5-2-2 來社溪主深槽高程變化(201405至201810) 85
5-2-3 內社溪主深槽高程變化(200902至201810) 86
5-2-4 主深槽高程變化--小結 87
5-3 影響河道泥沙傳輸之因子 90
5-3-1 河道坡度 90
5-3-2 泥砂粒徑 92
5-3-3 河道年輸沙量 95
第六章 結論與建議 97
6-1 研究結論 97
6-2 研究建議 99
參考文獻 100
附錄 104
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