臺灣博碩士論文加值系統

摘要
目前整治崩塌裸露地及邊坡穩定，常使用人造被覆材料進行坡面保護工法，本研究透過人工降雨室內實驗，模擬降雨進行土壤沖蝕量，探討植生覆蓋材料單層植生棉毯、稻草蓆與矩形錐立體植生網抑制土壤沖蝕之成效。
經由本研究結果數據顯示三種植生覆蓋材料與對照組（無鋪設）比較，在坡度20°、30°、40°皆能有效防制土壤沖蝕。本研究結果顯現，一般而言覆蓋材料在坡度30度以上是最重要的抗沖蝕條件，尤其坡度增加到40度可明顯降低土壤沖蝕量53％~64％；本實驗結果亦發現植生棉毯和稻草席隨坡度增加其抗沖蝕效率並沒有明顯下降，故可推論可以適用在坡度高且變化大的地區；而矩型錐立體植生網隨坡度增加到40度時其抗沖蝕效率顯著下降，則其抗土壤沖蝕效率不佳，所以在工程實務上應該避免使用在坡度40度之邊坡。

Abstract
In the recent years, man-made materials have been widely used in slope stabilization constructions as a type of surface protection on the exposed soils to mitigate the slope-slide related natural hazards from construction excavations throughout the Taiwan region. A series of controlled rainfall tests were conducted in the laboratory for the research to evaluate the effects of surface protection on soil erosion using 3 selected man-made materials: (1) single layer cotton blanket, (2) straw blanket, and (3) cubic geo-synthetic cloth, which are the most commonly used in practice. The parameters used in the laboratory tests include (1) type of surface protection, (2) rainfall intensity (2.14mm/minute) and duration (3, 6, 9 minutes), and slope angle (20°, 30°, 40°).
Results of the study indicated that surface protection with all 3 materials can reduce soil erosion due to surface run-off compared with that without surface protection for the slope angle from 20°to 40°. The study results also revealed that surface protection using man-made materials is the most influential parameter for slope deeper than 30° to reduce soil erosion due surface run-off. This is more significant for slope of 40° that soil erosion can be reduced 53-64% when compared to that of slope angle 30° when surface protection was installed. Also, when cotton blanket and straw blanket were used, surface protection leaded to no reduction in soil erosion resistance for all slope angles from 20°to 40°. This implies that these two materials are ideal materials for slopes with greater and changing angles for reducing soil erosion. However, the soil erosion resistance using the cubic geo-synthetic cloth became less significantly when the slope angle increased from 30° to 40°. This suggested that cubic geo-synthetic cloth exhibit less effectiveness for reducing soil erosion for slope at greater angles, therefore should be avoided in practical applications where the excavation slope angles are greater than, say 40°.

目錄
摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VI
圖 目 錄 VII
第一章 緒論 1
1-1 背景 1
1-2 研究動機與目的 4
1-2-1案例簡介（工程位置） 5
1-3研究內容與範圍 8
1-4 研究方法與論文架構 10
1-5 預期研究成果及工程實務應用 11
1-5-1預期研究成果 11
1-5-2工程實務應用 12
第二章 文獻回顧 13
2-1 一般文獻回顧 13
2-1-1土壤沖蝕相關研究 13
2-1-2 漫地流沖蝕相關研究 14
2-1-3 曼寧粗糙係數與沖蝕相關研究 15
2-1-4 不同的地表狀況對土壤沖蝕之研究 17
2-1-5 植生與自然演替 19
2-2 植生棉毯種類與特性 20
2-2-2植生帶 20
2-3 稻草蓆特性與用途 21
2-3-1 稻草蓆特性 21
2-3-2稻草蓆用途 22
2-4 矩形錐立體植生網的功能與適用範圍 22
2-4-1 功能性 22
2-4-2 適用範圍： 23
第三章 試驗準備及儀器設備介紹 26
3-1試驗準備 26
3-1-1土壤試驗 26
3-1-2被覆材料試驗項目 26
3-2 儀器設備 28
3-4 實驗方法 31
第四章 案例資料調查與實驗規劃 32
4-1 基本環境資料調查 32
4-1-1 地理位置及交通條件 32
4-1-2 開挖區現地調查分析 34
4-2 土壤結構性質 36
4-3 實驗土壤顆粒分析結果 38
4-4 實驗試體製作及降雨模擬 39
第五章 室內人工降雨沖蝕試驗結果 45
5-1 雨量固定試驗結果 45
5-2 沖蝕試驗結果 45
5-3 三種覆蓋材料沖蝕試驗結果 52
第六章 結論與建議 55
6-1 結論 55
6-2 建議 56
6-2-1 工程實務建議 56
6-2-2 後續研究建議 56
參考文獻 57
表目錄
表2.1 沖蝕形態與能量輸砂量關係………………….………….…….……14
表2.2 不同覆蓋之雨濺沖蝕防止效果...........................................................18
表2.3 作物之生長週期表………………………………….………….….…18
表4.1 土壤性質分級（美國農部法）………………………………………37
表5.1 累計沖蝕9分鐘沖蝕量變化表…………………………………….....46
表5.2 三種材料沖蝕降雨延時0-3分鐘坡度變化對沖蝕量的關係表….….47
表5.3 三種材料沖蝕降雨延時4-6分鐘坡度變化對沖蝕量的關係表……..48
表5.4 三種材料沖蝕降雨延時7-9分鐘坡度變化對沖蝕量的關係表….….49
表5.5 個別累計時間之土壤沖蝕量的關係表……………………………...50
表5.6 三種材料沖蝕降雨延時累加9分鐘坡度變化對沖蝕量的關係….....51
表5.7 在坡度20 度下延時3分鐘三種材料抗沖蝕效率表………………...52
表5.8 在坡度30 度下延時3分鐘三種材料抗沖蝕效率表………………...52
表5.9 在坡度40 度下延時3分鐘三種材料抗沖蝕效率表………………...52

圖 目 錄
圖1.1 一般開挖區處理工法選擇之流程…………………………….………3
圖1.2 台中市精密機械科技創新園區位置圖………..……………….….….7
圖1.3 研究流程圖……………………………..…….………………….…….9
圖2.1 粒徑大小與沖蝕、搬運、堆積之臨界流速之關係 ……………….....15
圖2.2 植物生長曲線 ……………………………………………………….19
圖2.3 綠格植生棉毯現場植生狀況………………………………….......…24
圖2.4 稻草編織物覆蓋裸露地的稻草蓆……………………………...……25
圖2.5 打樁編柵植生示意圖 ……………………………………………….25
圖2.6 矩形錐立體植生網…………………………………………...………25
圖3.1 植生棉毯（材料a）………………………………………….………….27
圖3.2 敷蓋稻草蓆（材料b）……………………………………………….…27
圖3.3 矩形錐立體植生網（材料c）……………………………….…….……27
圖3.4 土壤試料木床台…………………………………......…….…..….….28
圖3.5 雨量筒 ……………………………………………………….……....29
圖3.6 長方形鐵盤………………...……………..…………………..………29
圖3.7 烘箱………………………………………………………….……..…29
圖3.8 大型電子秤……………………………………...……..…..…………29
圖3.9 坡度水平儀…………………………...……………..……..…………29
圖3.10 試驗流程圖………………………...……………..………..…..……30
圖4.1 土壤粒徑分佈圖…………………………...……………...….………38
圖4.2 對照組(無鋪設人造材料)……………………………..…….……......40

參考文獻
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