土砂災害與防治 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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圖書標籤:

• 土砂災害
• 滑坡
• 泥石流
• 地質災害
• 防治
• 風險評估
• 工程地質
• 災害防治
• 土木工程
• 地質工程

本書共十一章，第一章至第三章簡要說明我國的土砂災害問題及集水區的一些特性，屬於一般的基礎概念；第三章詳細介紹瞭與坡地土砂災害有關的水文觀測及其演算方法；第四章至第七章對各種類型土砂災害的各項問題做瞭比較完整的說明和分析；第八章及九章係以一維河道動床數值模式為主軸，探討集水區尺度的土砂收支規律，以及推估人為工程構造物介入之後，集水區土砂流失與生産間的演變趨勢，藉以評析工程構造物之於集水區的治理成效；第十及十一章主要闡述瞭山地河川各種土砂災害的結構性工程治理措施及非結構性防護措施，也涵括瞭一些減少環境衝擊的生態保育措施。

現代水利工程與可持續發展 本書聚焦於二十一世紀全球水資源管理麵臨的嚴峻挑戰，深入探討瞭水利工程在支撐社會經濟發展、應對氣候變化以及維護生態平衡中的核心作用與未來方嚮。 本書旨在為水利工程領域的專業人士、研究人員、政策製定者以及高等院校師生提供一本全麵、深入且具有前瞻性的參考著作。我們不關注單一的自然災害防治，而是將視野拓展至整個水循環係統、水資源優化配置、大型基礎設施建設及其對區域乃至全球可持續發展的影響。 第一部分：全球水資源態勢與挑戰 第一章：水資源的時空分布與氣候變化背景 本章首先梳理瞭全球地錶水、地下水及冰川水資源的現狀與儲量分布，強調瞭水資源分布的極端不均衡性。隨後，重點分析瞭當前氣候變化對區域水循環模式的深遠影響，包括極端降水事件頻率的增加、乾旱周期的延長以及冰川消融對下遊徑流量的短期擾動與長期枯竭風險。我們通過大量實證數據，描繪瞭水資源安全麵臨的迫切挑戰，為後續工程對策奠定理論基礎。 第二章：水安全與社會經濟發展的耦閤關係 水是生命之源、生産之要、生態之基。本章探討瞭水資源短缺、水質惡化如何成為製約區域經濟增長的主要瓶頸。內容涵蓋瞭農業灌溉用水效率的提升、工業部門循環用水技術的應用，以及城市供水係統的韌性建設。通過案例分析，闡釋瞭可靠的水供給如何直接影響糧食安全、能源生産（特彆是水電）以及公共衛生水平。 第三章：跨界水資源管理與國際閤作 在全球化背景下，河流、湖泊和地下水資源的跨界共享日益普遍。本章詳細介紹瞭國際水法框架、流域管理的基本原則（如公平和閤理利用原則），並分析瞭多個典型國際河流（如尼羅河、湄公河）的閤作與衝突案例。重點討論瞭在政治敏感地區，如何通過科學數據共享、建立聯閤管理機構來實現水資源的和平、可持續利用。 第二部分：現代水利工程技術與實踐 第四章：新型水庫群優化調度與運行管理 傳統水庫調度多基於曆史水文數據，已難以適應快速變化的水文情景。本章引入瞭先進的實時數據采集、情景模擬和智能決策支持係統。詳細闡述瞭如何將多目標函數（防洪、發電、供水、生態基流維持）納入統一的優化模型，特彆是利用人工智能和機器學習算法，實現水庫群的協同優化調度，以最大化綜閤效益並降低運行風險。 第五章：非常規水資源利用技術深度解析 麵對傳統水源的壓力，非常規水資源的開發利用成為趨勢。本章係統介紹瞭海水淡化技術（反滲透、多級閃蒸）的能耗優化與規模化應用；城市汙水再生利用（中水迴用）的技術流程、水質標準與應用領域（如景觀用水、工業冷卻）；以及雨洪資源的收集與利用技術，為水資源短缺地區的彈性供給提供技術支撐。 第六章：水利基礎設施的健康監測與結構安全評估 大型水工建築物（大壩、堤防、渠道）的長期安全運行至關重要。本章側重於現代監測技術，如光縴傳感、無人機（UAV）三維建模、物聯網（IoT）在水利工程健康監測中的應用。探討瞭非綫性有限元分析在評估結構應力、滲透滲流場變化中的作用，以及如何構建基於風險的、預測性的維護策略，取代傳統的定期巡檢模式。 第三部分：水生態修復與流域綜閤治理 第七章：河流健康評估與生態基流的科學確定 水利工程的建設往往伴隨著對河流生態係統的乾擾。本章提齣瞭科學評估河流健康狀態的綜閤指標體係，包括水文連通性、水生生物多樣性、河床形態穩定性等。重點介紹瞭如何運用水文模型和生物反饋機製，精確計算和維持河流的生態基流（Environmental Flow, E-Flow），確保水利設施在滿足人類需求的同時，維持河流生態係統的基本功能。 第八章：流域尺度水土資源綜閤管理 本部分將視野從單一工程拓展到整個流域係統。詳細闡述瞭基於地理信息係統（GIS）的流域水文模型構建，用於模擬降雨-産流-匯流過程。重點討論瞭如何整閤土地利用規劃、坡麵徑流控製措施（如梯田、植被恢復）與水利基礎設施，實現流域內水資源的高效利用和水環境質量的同步提升。 第九章：水利工程的韌性設計與氣候適應性規劃 麵對未來不確定性的極端天氣，水利工程的設計理念必須從“抵抗”轉嚮“適應”和“韌性”（Resilience）。本章探討瞭如何將氣候變化情景分析結果融入工程的初步設計階段，提高泄洪能力、增強關鍵設施的抗洪冗餘度。內容包括彈性防洪標準的確立、濱水區域的適應性規劃原則，以及在保障防洪安全的前提下，如何提高水係統對突發衝擊（如地震、極端洪水）的快速恢復能力。 結語：邁嚮人水和諧的未來 全書最後總結瞭水利工程在實現聯閤國可持續發展目標（SDG 6：清潔飲水和衛生設施）中的關鍵路徑，並展望瞭智慧水利、綠色基礎設施以及公眾參與在未來水治理中的重要地位，強調瞭跨學科閤作是解決復雜水問題的唯一齣路。本書力求全麵、深入地勾勒齣現代水利工程的廣闊圖景，為推動全球水資源的可持續管理提供堅實的理論和技術參考。

作者簡介

連惠邦

　　現職
　　逢甲大學水利工程與資源保育學係教授
　　逢甲大學建設學院營建及防災研究中心主任
　　
　　學曆
　　逢甲大學水利工程學係學士，民國65～69年
　　逢甲大學土木水利研究所碩士，民國75～77年
　　中興大學水土保持學係博士班博士，民國80～83年
　　
　　經曆
　　逢甲大學水利工程學係助教，民國71～77年
　　逢甲大學水利工程學係講師，民國78～84年
　　逢甲大學水利工程學係副教授，民國84～92年
　　逢甲大學水利工程學係教授，民國92年～
　　逢甲大學水利工程學係係主任，民國97～99年
　　逢甲大學建設學院營建及防災研究中心主任，民國91年～
　　考試院襄試委員、典試委員、命題兼閱捲委員、召集人
　　水利技師，民國72年～
　　
　　獲奬
　　青年工程師委員會、中國工程師學會，學生工程論文競賽特優指導奬，民國83年
　　經濟部水資源局推動與實踐節約用水成效卓著奬，民國87年
　　教育部社教有功個人奬，民國88年
　　社團法人中華水土保持學會「論文奬」，民國88年
　　中華農學會中華水土保持學會「學術奬」，民國98年
　　社團法人中華水土保持學會「論文奬」，民國99年
　　行政院錶揚傑齣科技人纔奬，行政院三等功績奬章，民國101年
　　總統府莫拉剋風災重建紀念章證書，民國104年

第一章　緒論
1-1 暴雨災害
1-2 暴雨與土砂災害
1-3 河川上遊集水區水砂環境與災害特性
1-4 莫拉剋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、流失與生産
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 坡麵漫地流侵蝕
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 斜麵塊體運動分類
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 颱灣曆年重大土石流事件
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 土石流流齣土砂量推估
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　集水區産砂規律模擬
8-1 集水區産砂過程與土砂收支方程
8-2 集水區産砂量推估模型
8-3 集水區産砂規律的數值模型
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 集水區土砂流失抑製效益
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，為河道孕育齣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錶現齣來。隻是土壤侵蝕、崩塌、地滑及土石流等土砂災害與下遊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，以及它們所引發的復閤型災害，已直接或間接威脅瞭下遊都市地區人民生命和財産之安全。

　　於是，基於治水先治砂、水砂兼顧的基本思維，本書蒐集匯整瞭國內、外土砂災害的相關研究成果，分彆從定義、特徵、發生發展機理、力學機製、時間與空間分布預測、緻災行為等諸多麵嚮，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，土砂災害成因復雜，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，本書結閤瞭物理模型與數值模式提齣嶄新的分析模型，配閤現地長期的水位及斷麵觀測資料，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係統性的研究成果，尤其是基本環境資料及現地調查數據的極度欠缺，使得可以舉齣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麵嚮極廣，現象又相當復雜，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瞭第三章，並提齣寶貴的修改意見，以及一直在身旁默默支持的傢人和摯友，使本書得以順利完成。此外，承濛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，特此緻謝。
 

緒論
 
颱灣地區位居環太平洋地震帶，因闆塊擠壓而造山運動發達，使得中央山脈和海岸山脈地殼每年以30～40mm的速度上升（蔡義本等，2004），同時位處西北太平洋地區颱風侵襲的主要路徑，屬於極易受到天然災害影響的地區，而主要水係上遊又多穿過容易破碎崩蝕或滑動的闆岩地層，更增加瞭坡地的不穩定性，往往在一次暴雨的作用下，迅速匯集大規模洪水侵蝕坡麵和河川邊界，頻頻引發山地洪水、土石流、崩塌、地滑、河道激烈沖淤等坡地水砂災害，加上地震、洪澇等其他類型災害，使颱灣地區已成為全世界災害之高風險地區（行政院科技部，2014）。近年來，颱灣地區各種自然災害頻傳，災害範圍愈來愈廣，災害規模愈來愈大，雖然各項減災工程已發揮部分實效，但加劇各種自然災害的直接原因是氣候變遷極端降雨因素，已是不爭的事實。因此，開展對自然災害認識及防治相關課題之研究，無論在理論上還是在災害防救、生態維護及社會經濟等都具有指標性的重要意義。
 
1-1 暴雨災害
 
自然災害（natural disaster）係地球上各種自然現象在短時間內的異常變化或極端化所導緻的負麵衝擊，其中也包括人類活動誘發的異常變化，包括旱災、暴雨、水災、風災、暴潮、寒害、地震、地層下陷、崩塌、土石流、農林病蟲害及森林火災等。根據行政院災害防救白皮書引用聯閤國緊急災難資料庫（EM-DAT）對2013年全球天然災害人員傷亡的統計結果，造成嚴重死亡人數之主要災害類型，包括颱風災、水災和地震等，如錶1-1所示。錶中，因暴雨引發的災害（以下稱為暴雨災害，disaster by rainfall）是發生頻率最高，危害最嚴重的一種自然災害，造成的損失占全球每年自然災害損失的比重也最大，其中各種天然災害損失前十大之中，就有四件為暴雨災害。反觀颱灣地區，如以1999年921地震作為分界，從1950年代至1999年921地震前颱風暴雨災害發生頻率約每10年發生一次，但921地震之後不僅颱風暴雨災害數量激增，而且成災型態也從以暴雨洪災為主，質變為水、砂災害，單獨或共伴産生的災害型態，如圖1-1所示。當然，災害型態的質變與921地震影響地層的穩定性關係極為密切；此外，2000年以後重大颱風暴雨災害頻率及強度也持續地增加，也被認為是與全球氣候變遷引發極端降雨事件直接有關。

评分☆☆☆☆☆

這次閱讀《土砂災害與防治》，最大的收穫是對於「預警」和「應變」有瞭更清晰的認識。書中詳細介紹瞭各種監測技術，從地質雷達、GPS位移監測，到雨量、水位感測器，這些科技的進步，讓人類在麵對大自然的考驗時，多瞭一分主動權。最讓我驚豔的是，書中分享瞭一些實際的案例，說明瞭精準的預警係統，如何在關鍵時刻發揮作用，拯救瞭無數的生命和財產。同時，書中也探討瞭，當災害發生時，如何進行有效的應變和緊急救援。包括疏散撤離的規劃、臨時避難所的設置，以及災害後的復原重建工作。我特別注意到，書中強調瞭「資訊公開」和「社區參與」的重要性，讓民眾能夠及時獲得災情資訊，並在應變過程中發揮積極作用，這對於建立一個有韌性的社區至關重要。這本書讓我明白，防災不是單純的工程技術問題，更是一個結閤科技、管理、以及人與人之間協作的複雜課題。讀完這本書，我對颱灣社會在麵對天災時的準備，有瞭更深入的瞭解，也對未來如何提升 our collective resilience 充滿瞭信心。

评分☆☆☆☆☆

我必須說，《土砂災害與防治》這本書的內容，真的徹底顛覆瞭我對「防災」的既有認知。過去我一直覺得，防災就是政府的事，有錢有技術就可以解決。但這本書讓我明白，土砂災害的防治，是一個複雜且需要多方麵協作的係統工程。書中深入探討瞭，如何從源頭管理、坡地保育，到下遊的疏濬、預警係統，每一個環節都至關重要。我特別欣賞書中對於「預防勝於治療」的強調，透過長期的水土保持、植被復育，來降低山體滑動的風險，這纔是最根本的解決之道。此外，書中對於不同地區、不同災害類型的防治策略，也有詳細的分析，例如在河榖地帶的保護，與在山坡地的邊坡穩定，所採取的措施就截然不同。讓我印象深刻的是，作者不斷強調「永續性」的概念，防治措施不能隻是一時的權宜之計，更要考慮到長期的環境影響、生態平衡，以及對當地居民生活的衝擊。這本書讓我對颱灣的山林有瞭全新的感受，不再隻是美麗的風景，而是充滿生命力，但也需要我們細心嗬護的寶貝。讀完這本書，我感覺自己對這片土地的責任感也加深瞭。

评分☆☆☆☆☆

《土砂災害與防治》這本書，讓我深刻理解到，我們居住的土地，其實一直在與自然力量進行一場無聲的搏鬥。書中闡述瞭，颱灣獨特的地質條件，加上頻繁的地震和豐沛的降雨，使得土砂災害成為我們無法迴避的挑戰。作者透過引人入勝的筆觸，帶領我們深入探究，哪些地形、哪些岩石，更容易引發崩塌；哪些地區，在豪雨期間，風險特別高。書中對於「坡地開發」與「自然保育」之間的平衡，提齣瞭許多值得深思的觀點。讓我印象深刻的是，書中並沒有一味地批判開發，而是強調如何在發展與安全之間找到最佳的平衡點，例如透過生態工法，在進行工程建設的同時，也能盡量降低對環境的衝擊。書中也探討瞭，不同種類的土砂災害，例如土石流、崩塌、地滑，它們的形成機製和防治策略有何差異。這讓我對颱灣的山林有瞭更細緻的觀察，也更能理解，為什麼有些地方，我們需要特別留意。這本書的內容，不僅是知識的傳遞，更是一種對這片土地的敬畏和關懷。

评分☆☆☆☆☆

說實在話，一開始我對《土砂災害與防治》這本書的期待，並沒有很高，畢竟「防災」聽起來就比較學術、枯燥。但翻開書後，我纔發現自己完全錯瞭！這本書的內容，實在太紮實、太實用瞭！作者不僅解釋瞭土砂災害的科學原理，更重要的是，他從颱灣的實際情況齣發，提齣瞭許多具體可行的防治對策。書中對於「水土保持」的闡述，讓我學到瞭很多，像是如何透過植被、擋土牆、排水係統等，來有效減緩土砂的流動。特別讓我印象深刻的是，書中提到瞭許多「在地化」的防災經驗，這些都是在地的居民長年纍積下來的智慧，也是寶貴的資產。而且，書中對於「風險管理」的觀念，也讓我很受啟發，如何評估風險、如何製定應變計畫，以及如何進行災後重建，這些都是我們每個人都應該具備的基本知識。這本書的排版和圖示也很清晰，即使是初學者，也能夠輕鬆理解。讀完這本書，我感覺自己對颱灣的山林安全，有瞭更全麵、更深入的認識，也更有信心去麵對未來可能發生的各種挑戰。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本《土砂災害與防治》真的是一本讓我大開眼界的好書！身為一個從小在山區長大，經歷過幾次颱風帶來土石流的恐懼，我一直對這方麵的知識充滿好奇，也希望能更瞭解如何保護傢園。這本書不僅僅是理論的堆砌，而是用非常生動、貼近實際的例子，解釋瞭土砂災害的成因、類型，以及各種不同的防治技術。書中提到瞭颱灣獨特的地理環境，像是地質構造、降雨特性，以及過去一些重大的災例，例如莫拉剋風災。作者沒有用艱澀難懂的學術術語，而是用淺顯易懂的方式，讓我這個非專業人士也能輕鬆理解。特別讓我印象深刻的是，書中介紹瞭許多結閤在地智慧與現代科技的防災方法，像是傳統的集水井、植生工法，以及現代的擋土牆、排砂隧道等等。讓我感覺到，原來保護傢園，不隻是政府的責任，我們每個人都能透過認識、瞭解，進而參與其中。這本書的圖文並茂，許多照片和圖錶都非常具體，讓我更能想像災情發生的情境，以及防治措施的實際應用。讀完之後，我對颱灣的山林和潛在的風險有瞭更深刻的認識，也覺得自己更有能力去關心和參與社區的防災工作。