土砂災害與防治

第一章　緒論
1-1 暴雨災害
1-2 暴雨與土砂災害
1-3 河川上游集水區水砂環境與災害特性
1-4 莫拉克風災的水砂災害問題
1-5 土砂災害研究意義

第二章　集水區地形地貌與水砂特性
2-1 集水區地形地貌特徵
2-2 河溪種類與級序
2-3 河川水流及其泥砂運移特性
2-4 河川地形
2-5 河流泥砂特性
2-6 山地河川與平原河川之異同

第三章　水文觀測與分析
3-1 降雨逕流過程
3-2 水文觀測與分析
3-3 設計水文量
3-4 設計暴雨
3-5 設計洪水演算
3-6 小型集水區設計洪水量計算

第四章　土壤侵蝕
4-1 土壤侵蝕涵義
4-2 土壤侵蝕、流失與生產
4-3 土壤侵蝕程度
4-4 土壤侵蝕類型
4-5 土壤侵蝕過程
4-6 水力侵蝕型態及其影響因子
4-7 雨滴飛濺侵蝕
4-8 坡面漫地流侵蝕
4-9 紋溝侵蝕
4-10 溝狀侵蝕
4-11 土壤流失量推估
4-12 水力侵蝕量量測

第五章　地滑、大規模崩塌與淺層崩塌
5-1 斜面塊體運動分類
5-2 地滑
5-3 大規模崩塌
5-4 淺層崩塌
5-5 河岸崩塌

第六章　土石流與山地洪流
6-1 土石流定義及其基本特徵
6-2 土石流危害方式
6-3 臺灣歷年重大土石流事件
6-4 土石流分類
6-5 土石流發生條件
6-6 土石流流動特性
6-7 土石流淤積特性
6-8 土石流泥砂體積濃度
6-9 土石流發生模式
6-10 土石流力學機構
6-11 土石流流速經驗公式
6-12 土石流流量計算
6-13 土石流流出土砂量推估
6-14 土石流撞擊力推估
6-15 山地洪水

第七章　山地河川河床沖淤趨勢與推估
7-1 山地河川河床沖淤演變趨勢
7-2 河道沖刷
7-3 河道土砂淤積

第八章　集水區產砂規律模擬
8-1 集水區產砂過程與土砂收支方程
8-2 集水區產砂量推估模型
8-3 集水區產砂規律的數值模型
8-4 案例模擬分析

第九章　集水區土砂管理模式
9-1 集水區土砂管理模式
9-2 案例模擬分析
9-3 集水區土砂流失抑制效益
9-4 防砂設施調砂效益

第十章　山地河川工程治理
10-1 挾砂洪流治理原則與工程對策
10-2 土石流防治原則與工程對策
10-3 防砂工法
10-4 整流工法
10-5 淤積工法

第十一章　土石流非工程防護措施
11-1 土石流潛勢溪流判釋
11-2 土石流潛勢溪流影響範圍劃設
11-3 土石流觀測
11-4 土石流預報與雨量警戒

索引
 

自序

　　集水區在不同區位發生各種類型的土壤侵蝕、崩塌及地滑現象，並引起河道不同程度的沖淤變形，為河道孕育出水砂災害發生的有利環境，一旦土砂沖淤達到一定的限度，就會通過劇烈的土石流或洪災表現出來。只是土壤侵蝕、崩塌、地滑及土石流等土砂災害與下游都市的暴雨洪災比較起來，其災害影響範圍多位於人口密度較低的山坡地，對都市環境的直接影響比較小，而未受到應有的重視。但是，在氣候變遷極端降雨事件頻發的現今環境下，包括土石流、崩塌、地滑、河道沖淤、洪水泛濫、水庫淤積等水砂問題，以及它們所引發的複合型災害，已直接或間接威脅了下游都市地區人民生命和財產之安全。

　　於是，基於治水先治砂、水砂兼顧的基本思維，本書蒐集彙整了國內、外土砂災害的相關研究成果，分別從定義、特徵、發生發展機理、力學機制、時間與空間分布預測、致災行為等諸多面向，探討土壤侵蝕、地滑、崩塌（含大規模崩塌）、土石流、山地洪流及河道沖淤等各種土砂災害型態的特殊屬性，嘗試建構它們之間的一些關聯特性。然而，土砂災害成因複雜，影響因素眾多，不同區域成災過程和後果不一，甚至不存在統一的變化規律。鑑此，本書結合了物理模型與數值模式提出嶄新的分析模型，配合現地長期的水位及斷面觀測資料，用以模擬和推演集水區土砂運移的基本規律，以及在人為構造物介入下土砂變遷的各個環節。

　　不過，在編寫期間令作者感觸良深的是，國內有關集水區各種類型土砂運移問題的研究雖然很多，惟多顯得零散而未有系統性的研究成果，尤其是基本環境資料及現地調查數據的極度欠缺，使得可以舉出的實際案例實在相當有限，因而僅能以個人多年經驗和心得加以整理，盼能起到拋磚引玉之弘效，引起更多的討論和研究。

　　由於本書所關注的課題面向極廣，現象又相當複雜，限於作者的專業領域和水平，有些課題沒有納入（如崩塌、地滑防治對策），部分課題也寫得還不夠深入，甚至有些現象還沒有獲得統一的看法，使在見解上可能存在一些主觀，內容疏漏及錯誤亦在所難免，懇請讀到這本書的前輩、同業對書中不足之處給予批評指正。

　　在編寫本書的過程中，得到研究生韓宜霖、蔡坤廷、鍾昕育、呂博弘及蔡建瑋等人協助繪圖、打字和整理文稿，同事陳昶憲教授詳細審閱了第三章，並提出寶貴的修改意見，以及一直在身旁默默支持的家人和摯友，使本書得以順利完成。此外，承蒙行政院經濟部水利署黃前署長金山博士，以及農業委員會水土保持局李局長鎮洋惠賜序言，特此致謝。