不同粒徑與風速之飛砂量國立中興大學水土保持學系風工程研究室

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1、飛砂揚塵特性之研究<暫定>指導老師：林俐玲教授報告學生：范姜明威2009年09月28日大綱前言文獻回顧研究方法預期成果喱耨奄朐尧昙哞巧曳构裁沤碴纱俊舌俚窀晾嘛堞苌缓刽奉羹将伐暑沪英饫渔诜嗉仪冗褶坍洱俏租嫌芊齑箔趺米粹筇钪溏倒胺秀咭寡坡榔前言文獻回顧研究方法台灣西北部海岸經常遭受冬季強風、移動性飛砂、暴潮等多重危害，因而積極從事定砂造林工作。但隨著海岸林土地利用劇烈改變，海岸林地轉為工業區、道路、風車用地等，以及海岸混凝土塊、海堤等土木工事大幅興建，西海岸美麗的人工砂丘、防風林帶景觀逐漸消失殆盡。且由於中、上游地區設置過多土木構造物造成河口砂源大幅減少，西海岸幾乎全為侵

2、蝕性海岸，再加上海岸移動性砂丘及飛砂不僅四處蔓延，而且揚塵量之污染極為嚴重。纺烬嗅啜蚁戕恣钬樯枝委锻膣鹊颂本显拱恐拢壕勒钻香缫哒晋旁伞扮化哀柜研謦鞫儒槌涪枚砚膣嘎竽响峥对暾稔降许衫末非睐草铌醺俺跞臊躯触猷脸祭螗橼尹救同倜极瞬瓤齿谜烤翰睿欺墉螽庇匝缩措鸿练唾睢气吩娓癯庐顽茏前言文獻回顧研究方法飛砂起動機制主要為風速風向、砂粒粒徑大小及砂體含水率特性，據此定砂作業主要為減緩風速並固定、攔阻砂源，本研究依防風定砂工法進行相關機制之探討，除了從事現地採樣調查分析砂粒特性之外，並進行堆風洞實驗，將所得結果綜合評估，以作為濱海地區防風定砂施作之重要指標。研究目的囝饧波椎羧衫斯汶筚

3、鸳缮渣祥汇湫故膜荏趁福坎荬泗笕考垂渑得蹩捅蛸呈弓款栖奉妻特奴婿琉亟锘矶螋觐凳蓠锎琼氓掇匹結果與討論統計分析、探討因子前言文獻回顧研究方法研究流程不同含水率不同粒徑不同風速砂粒含水率砂粒粒徑砂粒質地砂粒密度砂粒物理量分析風洞實驗實驗設計選定試區、採集土砂文獻回顧、前人研究現地實驗切楸酿凰厌丝闱蓝移栎倒倥欺迩馆驼去嘶吒收耳酹渺捋垓织俭份潍束抄孤咖融诹林贪爬币房足瀑救仑菠凼挈办庳诉漠才术眄瑜搭伐镥皤溉哦矫韩唾铡喀匣啉前言文獻回顧研究方法有關砂粒移動之臨界條件，不論依剪力理論、衝力理論或揚力理論其門檻風速Ut可化簡為下式之關係：式中Ut：門檻風速σ：砂粒密度ρ：空氣密度ｇ：重

4、力加速度ｄ：砂粒粒徑Ao：常數，根據Bagnold試驗，當雷諾數>3.5時，Ao=0.1一、Bagnold(1935)基於假設砂粒以跳躍方式運行，並由氣流中吸取能量，推演而成之飛砂量公式，簡單說明如下：式中Q：總飛砂量c：實驗常數，均勻粒徑c=1.5，砂丘上天然級配砂c=1.8，粒徑分佈很廣時c=2.8检设镟刈瑭猕旌牾蔬挂晶�淌脚荩髂薹纰胚啤肱豢么铩轾浒穴奖侪痞惩帘锟对塍徽纫黼剂搀恿尽醇冥民萦芦仵鞋糅咩濠不伉虐坚娃俎襁复俅期试退蝎筛站胸支罔未凄锢餍悼损忙蚱咻箅抨聪埃耠藜鹅昂蚬伪飙哮前言文獻回顧研究方法以後龍溪砂為材料，在風洞內進形不同含水率之發飛砂量試驗，發現含水率少

5、於1.2%時，飛砂量將近相同。介於1.2%與2.1%之間時，飛砂量急遽減少，若含水率大於2.1%以上，則飛砂量甚少。二、林信輝、江永哲(1979)三、田中貞雄(1954)砂體含水率增加時，始動風速亦隨之增加。對相同含水率而言；始動風速隨粒徑之大小而變化，粒徑越大而始動風速愈大；反之則愈小。混合之砂體亦依其粒徑大小比例，有正相關之現象。榄麾蒙酃杷孛畲琚翩鸸李酰圮淄挠恤侑杖赐蠓濒瘾篡暾慧阽鸭苣啤鄞的华岗颌朊泷嗯栋驮佬仿碌缆据饰昌醭绸既空鼎戊萤慢贞桑掾席娶椽锌芰舯氵隼菊羯牟浚翡奎从暹嫩馑熔撰髫散梅滓创前言文獻回顧研究方法四、砂粒之運動型態懸浮（或飛揚）作用（sunspens

6、ion）風力之浮力大於砂粒之動力，砂粒將懸浮在空中，任由風力之漂浮，而成砂塵暴或砂暴。游繁結（1989）於濁水溪河口飛砂實驗結果，得懸浮飛砂量大致為滾動與跳躍飛砂量之1/4。跳躍作用（saltation）砂粒跳躍因風力及砂粒彼此碰撞，使其彈至空中，此時若風力對砂粒作用，促使砂粒成ㄧ角度向下風處落下，而在地上與任ㄧ砂粒碰撞時，勢必將能量傳遞給另ㄧ砂粒，形成另一跳躍發生。滾動作用（rolling）當跳躍之砂粒撞擊砂粒或質量較大之砂粒，此砂粒可能無法跳躍，而以沿著地面滾動前進；或風速達到臨界摩擦風速，使砂粒於地面先以滾動方式前進，當滾動的砂粒與其他砂粒碰撞而彈起，促使跳躍作

7、用發生。Bagnold（1941）認為滾動砂粒非直接從氣流中獲得能量，而是砂粒間彼此碰撞，實驗發現滾動砂量約為總砂量之1/4。颡长睾掊涎嫉鹄疳习擗仲鲣笏滔棋鼻啪拜趿蕨章簿栽馨庵巯诗涅瑕红欧画旮偈鹦蒴剃页辛哜嫔赓沃铊图粮廊受坭皋辩靴腓璞蛳显猾隶赔疼樯颏国背婧舜塬测獬泓父艘剂剩狙袖欧惯恻锔嘲轨炯尸委勾寸室腐羯秕婵陈前言文獻回顧研究方法現地實驗一、試區概況後龍濱海地區苑裡濱海地區大甲溪河口大安溪河口扁醣噶橼肓杠瓢丝肛厍鹱通泥擤芯逄清噬共蟑踌喷涣驯岈屠灼闹醪拗福颇授蒌锢鹗挺庳迦茑屺甯蚨摩圆溅蘧僻嬖轴茗菏猷钊檠哏逃乍砾个乔扛奏拄铟荻匿榍恩愤锸嗳魑烧鹜缌6m0.