蝕溝沖蝕產砂量推估之研究

「蝕溝」係土壤沖蝕作用初期在坡面上切割所形成之深溝,由於地形外觀特別顯著,且為坡面土壤強烈沖蝕作用之表徵,更是地形夷平過程之濫觴,因此蝕溝之形成乃為坡面加速沖蝕最具代表性之地形特徵。同時蝕溝形成後即會因下切、橫向沖蝕與溯源沖蝕之同時擴張,而使坡面之穩定條件急劇破壞,造成大量的土砂沖刷。本研究使用全站式光波測距經緯儀進行集水區內現場蝕溝產砂狀態的測量,並且利用航空攝影圖以及數值高程模型(DEM)估算研究區域內的蝕溝數量及其規模。最後將上述成果佐以合理的假設,推估研究區域內(石門水庫白石溪流域)蝕溝沖蝕產砂總量。現場蝕溝測量的結果,蝕溝產砂狀態依照其發育程度的不同,分為「產砂型蝕溝」以及「穩定型蝕溝」。產砂型蝕溝發育期較為年輕,其平均單位面積產砂量為0.2758m3/m2;穩定型蝕溝發展成熟,產砂量較少,平均單位面積產砂量為0.0108m3/m2。航空攝影圖上依照本研究設定的判釋標準,可以判釋出含有面積(polygon)資料的蝕溝41條、僅有長度(line)資料的蝕溝79條,共計120條。經集水區內小範圍(約占總面積13%)內現場勘查驗證,判釋準確度為77%。研究期間內(2006年7月~12月),集水區蝕溝產砂總量推估為2.7萬m3。假設產砂量與研究期間內累積降雨量為一線性正比例關係,並以石門水庫土砂密度2.32ton/m3計算,得白石集水區內年蝕溝沖蝕產砂量為14.69ton/ha/yr 。與土壤沖蝕量21.52ton/ha/yr 、崩塌地產砂量85.29ton/ha/yr 比較,蝕溝產砂量佔總產砂比例12.09%,為一不可忽略之產砂來源。

作者:李昶谷