應用FLO-2D於臺灣中部地區土石流流況分析之研究

臺灣位於板塊的交接帶,屬於年輕不穩定地質,地質破碎常造成集水區土石成為土石流的料源,每逢夏季颱風侵台時,崩坍土石往往順流而下,造成下游地區災害頻傳。如民國85年的賀伯颱風,90年的桃芝颱風,93年的敏督利颱風,都造成臺灣生命財產的重大損失。本研究冀望能利用FLO-2D數值軟體建立一套完整而合理的分析模式,配合流槽試驗,針對參數加以探討,找出合理參數,並將參數帶入現地,探討流動狀況與堆積狀況,以決定土石流的潛勢區域,期望對於人民生命財產之維護有所助益。 本研究引入謝正倫、蔡元芳(1998)所做的流槽試驗,建置等比例放大模型以進行FLO-2D的數值模擬。在參數敏感度分析後,發現流變參數中的賓漢降伏應力與賓漢黏滯係數分別對於堆積狀態與流動狀態有很大的影響,因此利用兩位學者對於土石流扇狀地的堆積幾何特性研究成果,來修正賓漢降伏應力;再配合各地流速監測資料,來修正賓漢黏滯係數,進而推求應用於現地的合理參數組合。 在現地案例分析方面,採用在賀伯颱風(民國85年)發生土石流災害的陳有蘭溪流域及在桃芝颱風(民國90年)發生土石流災害的豐山地區以及部份陳有蘭溪之子集水區(二廍、三廍、豐丘)為研究區域,蒐集相關之地形、雨量資料後,利用修正後之參數進行現地案例之數值模擬,再配合災後的航空照片、微地形進行判釋,以及前人的探勘報告,與模擬結果所得之土石流影響範圍、堆積土方量及河道流速進行差異比對,並對各案例模擬結果之適用性進行討論。從結果來說,對於影響範圍與河道流速而言,模擬的結果相當良好,而堆積土方量則因不同區域,有不同的差異量。以上述之結果,期望能對於土石流潛勢區域的判定,工程設施之復健與規劃,土石流避難疏散路線規劃,能有所貢獻。

作者:彭繼賢