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1.2 土石流相關參數
與土石流相關之重要參數，包括泥砂體積濃度、流速、流量、流出土砂量及
撞擊力等。
1.2.1 平衡泥砂體積濃度
土石流內含大量的土砂石礫，使其表現出來的運動行為和特徵有別於一般挾
砂水流，顯然泥砂含量之多寡，是決定土石流特殊性質的關鍵因素之一。一般，
表達土石流泥砂含量方式有二：
一、 泥砂體積濃度(C ，volumetric concentration of sediment)：
d
係指單位體積土石流體中固體物質所占的體積比。
二、單位重(γ ，specific weight)：係指單位體積土石流體之質量。
m
上述兩種表達方式具有以下關係，即
= ( − ) + (1.2.1)
式中，γ =土石流體單位重；γ =固體物質單位重(= ρ s g )； ρ =固體物質密
s
m
s
度； g =重力加速度；γ =水體單位重(= ρ w g )； ρ =水體密度。
w
w
目前最常用於推估土石流泥砂體積濃度，係以 Takahashi(1978)建立之土石
流先端部平衡泥砂體積濃度公式，可表為
tan
= (1.2.2)
( − )(tan − tan )
式中，tan =溪床平均坡度；=溪床傾角；tan =靜摩擦係數，約介於26°~48°
之間，如表 土 1-2-1 所示。受到式(1.2.2)分母靜摩擦係數與溪床平均坡度之差的
o
限制，使得上式僅能適用於溪床坡度介於 10~20 之間。
真實溪流的溪床是凹凸不平的，其坡度具有非均一特性，沿程不斷地變動，
使得土石流泥砂體積濃度經常是隨著溪床坡度的變化而改變。但是，式(1.2.2)
係基於平衡條件下之土石流流況所建構，而平衡態土石流流況的存在條件是溪
流要有足夠且平穩的流動長度，故在驟變的溪床坡度下是很難出現的。因此，
在實際運用式(1.2.2)時，宜採用分段計算方式，每段長度不宜超過溪流寬度的
5-10 倍為原則。
土-1-17
