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核心技術名稱:土壤沖蝕調查應用與分析

一、關鍵挑戰Challenge

 

    近年來國內利用遙測技術已能有效推估崩塌地所引致之土砂產量,惟土壤沖蝕量其受降雨量及降雨強度之影響,且具有於時空間分布不均之特性,因此土壤沖蝕量問題存在著許多不確定性,過去沖蝕量推估方式多採用經驗式計算,其多為整體集水區均化後之結果,無法得知局部區域之土壤沖蝕程度。而現場沖蝕針之佈設可供監測局部重點區域下土壤沖蝕狀態及易沖蝕敏感區,及極端暴雨下土壤流失狀況,以補足各評估方式之缺點,並可與經驗式相互驗証並推測邊坡沖蝕率。

 

二、流程Process

 

     中興社歷年於石門水庫及其集水區以及曾文南化烏山頭水庫集水區,藉由現地沖蝕針之佈設,監測現地地表沖蝕量與降雨量關係,並於颱風豪雨過後進行現地土壤沖蝕深度變化量測記錄,個別調查其土壤沖蝕程度,並比較評析不同植生復育坡面之土壤流失差異,以供評估坡面植生復育成效。土壤沖蝕調查作業流程如下圖所示。

  

 ▲沖蝕針埋設與量測流程圖

 

三、成果Result

     應用現地沖蝕針試驗,針對「不同地表覆蓋之降雨土壤沖蝕特性」以及「不同地表覆蓋之土壤沖蝕抑制量」進行監測,以探討不同降雨條件下各植生狀況之土壤流失程度,並藉以評估整治工程對於控制土壤沖蝕之效益,以瞭解相關治理措施對於集水區安定之貢獻度。

1、不同地表覆蓋之降雨土壤沖蝕特性

  (1) 長時性之年土壤沖蝕量


 ▲不同地表覆蓋狀況之年平均沖蝕深度圖

  (2短時性之降雨引致新增土壤沖蝕量

 

 ▲累積雨量與新增土壤沖蝕量關係圖

 2、不同地表覆蓋之土壤沖蝕抑制量

  (1) 不同集水區土壤沖蝕量抑制量比較


 ▲各集水區累積土壤平均沖蝕深度及抑制百分比條狀圖

  (2不同植生工法類型土壤沖蝕量抑制量比較

 

 

  ▲不同坡面治理植生工法類型土壤沖蝕量抑制百分比

 

 3、後續相關應用

  (1) 修正土壤沖蝕指數

 

  ▲土壤沖蝕指數空間分布圖(以石門水庫集水區為例)
 

  (2) 建置全台年平均沖蝕量分布


  ▲建置全台地表沖蝕量監測區域及土壤年沖蝕深度分布圖
(資料來源:中興社曾執行相關計畫土壤沖蝕監測資料)
 

 

四、與其他核心技術關連性

1. DE0101遙測影像分析與判釋技術

2. DE0304坡地災害調查與防災疏散避難規劃

3. DE0103治山防災構造物調查及防砂效益評估

4. DM0201豪雨誘發山崩潛勢評估技術

 

五、 重要發表文獻

 

  1. 梁惠儀,許振崑,林伯勳,鄭錦桐,冀樹勇 (2010),“極端暴雨事件於石門水庫集水區土壤沖蝕量估算及探討”, 中興季刊,第105期,中興季刊,第106期,第5至15頁。
  2. 許振崑,林伯勳,鄭錦桐,高丞瑋,冀樹勇,黃文洲,尹孝元 (2009),”結合3S技術於石門水庫集水區不同植生坡面沖蝕量調查”,水保技術 ,第四卷,第三期,第191至203頁。
  3. 許振崑、林伯勳、賴承農、冀樹勇(2013) “不同坡面治理工法對降低土壤沖蝕量之成效探討”,水保技術,第8卷,第1期,第35~41頁。
  4. 許振崑、林伯勳、冀樹勇(2013) “基於雙環入滲及土壤理化試驗結果建立石門水庫集水區土壤沖蝕指數”,中興季刊。
  5. 許振崑、林伯勳、冀樹勇、鍾啟榮、邱世宜(2012) “石門水庫集水區不同地表覆蓋之土壤沖蝕及降雨特性及不同地表覆蓋之土壤沖蝕量抑制量評估”,2012年中華水土保持學會年會及學術研討會。
  6. 許振崑,林伯勳,梁惠儀,冀樹勇,黃文洲,尹孝元,陳振宇 (2010),“莫拉克颱風於石門水庫集水區土壤沖蝕量特性分析”,2010岩盤工程 研討會,高雄應用科技大學,高雄,8月,第841-850頁。
  7. 蕭震洋 (2013) 應用非常規攝影量測技術於土砂災害調查