臺灣博碩士論文加值系統

摘要
台灣中部山區崩塌處處可見，每每豪雨發生，野溪往往會挾帶大量泥沙輸下。而這大量的泥沙在往下游輸送之過程中，可能在不同斷面產生沖刷現象，同時在退水時期，亦可能在溪床上產生回淤現象，此等現象不但改變了溪流的地形地貌，更對溪床之平衡、防砂構造物之功效產生影響；另外，在進行野溪整治時，泥沙輸送與退水回淤的變化情形，亦會直接影響工址位置的選擇及結構物的設計。因之，本研究以台中縣霧峰鄉草湖溪上游之乾溪集水區為對象，進行現地調查，並配合渠槽模擬試驗，以瞭解野溪暴雨泥沙輸送與退水回淤之關係。
現地觀測結果顯示，各觀測樁點之總沖刷量有大於總回淤量的趨勢，而回淤量則由上游至下游呈現遞增的趨勢。同時配合水文資料顯示，總雨量與沖淤之關係並不顯著，沖淤程度可能受降雨強度之影響較為顯著。
不同洪峰流量之渠槽實驗則顯示，主要沖刷位置還是發生在上游段，回淤堆積則表現在下游段。且底床泥砂沖淤變化情形，在上升段流量增加為洪峰流量之0.75~1.00倍時，沖刷最劇烈，最大沖刷速率可達2.0(cm/min)。在相同流量歷線條件，上升段之輸砂濃度比退水段高，其原因乃是在退水段時動床坡降隨水流沖刷逐漸趨緩，導致水流剪力變小所致。另， 隨動床坡度增大呈乘冪函數變化趨勢，其原因為動床坡度愈大，泥砂重力水平分量增加且水流剪應力亦增大所致。

Abstract
Lots of landslides were occurred and yielded sediments in mountain areas of Taiwan. The movement of these sediments will produce scouring or settling along the stream bed, depending on the hydraulic conditions. The unequilibrium of channel bed due to scouring or settling will influence the design for the torrent control works. Therefore, this study is going to investigate the sediment delivery and deposition in Gan-hsi watershed and conduct a simulated experiment in laboratory. A relation between sediment delivery and deposition will be trying to derive for the application.
According to field investigation, the maximum scouring of each pile during flooding is greater than the deposition depth after flooding, and the deposition quantities have a tendency to increase to downstream. There are weak relations between total rainfall and channel variations, however the channel variations significant relates to rainfall intensity basing on hydrologic data.
According to different peak discharges of simulated experiment result, there are scouring often occurred in the upstream, and there are deposition phenomenon displayed in the downstream. And each cross section of canal has stronger scouring capability between 0.75 with 1.00 for Q/Qp, it reach surely to 2.0(cm/min) for scouring velocity. In the same hydrograph circumstances the sediment concentration during flood raising period is higher than during flood recession period, because movable bed tends gradually to become mild during flood and brings on shear stress to become small. In the other head, there are power function’s relations increasing between qs/q and slope of movable bed, because steeper slope of movable bed increases larger horizontal quantity of gravity for sediment and stronger tractive force.

目錄
頁
中文摘要 ...............................................Ⅰ
英文摘要 ...............................................Ⅱ
謝誌 ...................................................Ⅲ
表次 ...................................................Ⅵ
圖次 ...................................................Ⅶ
照片次 .................................................Ⅸ
壹、前言 ............................................... 1
貳、前人研究 ........................................... 2
2-1、推移載運動 ....................................... 2
2-2、非平衡輸砂 ....................................... 6
2-3、河床形態幾何特性 ................................. 8
參、理論推導 ............................................ 9
3-1、水流之物理性 ..................................... 9
3-2、推移載之無因化 .................................. 11
肆、材料與方法 ......................................... 13
4-1、現地調查 ........................................ 13
4-2、渠槽實驗 ........................................ 16
伍、結果與討論 ......................................... 23
5-1、現地調查結果 .................................... 23
5-2、現地串樁觀測 .................................... 28
5-3、實驗試驗結果 .................................... 32
5-4、現地與模擬試驗結果比較 ........................... 46
頁
陸、結論 ................................................ 48
柒、參考文獻 ........................................... 50
附錄一、模型相似律 ..................................... 53
附表 ................................................... 59
附圖 ................................................... 62

柒、參考文獻
1. 王兆印、黃金池（1998），「河道沖刷和清水水流河床沖刷率」，Journal of Sediment Research，第1期，pp.1-11。
2. 朱啟勳(1967)，「河流挾砂之水理」，台灣水利，第15卷，第4期，pp.12-28。
3. 何智武(1983)，「湍流渠槽沉滓運移特性之研究」，國立台灣大學土木工程學研究所博士論文，175PP。
4. 何智武、陳長銘(1984)，「各型推移質輸砂模式對台灣湍流河道適應性之比較研究」，第二屆水利工程研討會論文集，pp.457-471。
5. 何智武、黃宏斌(1983)，「台灣上游湍流河道之輸砂模式研究」，中華水土保持學報，第14卷，第1、2期，pp.95-106。
6. 李光敦、劉奕良(2002)，「泥砂運動試驗之模型比尺」，台灣水利，第50卷，第1期，pp.60-68。
7. 張守陽、許少成、張炳坤(1988)，「粗粒沉滓在沖積河川之沖淤研究」，國科會防災科技研究報告76-52號。
8. 許浩堯、黃宏斌(1995)，「上游河道之沖淤演算研究」，中華水土保持學報，第26卷，第4期， pp.293-301。
9. 郭朝雄、蔡萬宮、林志銘(1988)，「濁水溪沙質(沖漬扇)河段輸砂特性研究(五)」，國科會大型防災專題助計畫，pp.1-76。
10. 陳正炎、何智武(1994)，「推移載沙公式通式化之初步研究」，台灣水利，第42卷，第1期，pp.25-37。
11. 陳長銘(1983)，「台灣上游河道推移質輸砂量估算之研究」，國立中興大學水土保持學研究所碩士論文。
12. 陳信雄、黃宏斌(1984)，「土砂運移後之河床物理性質探討」，第二屆水利工程研討會論文集，pp.449-455。
13. 黃宏斌(1989)「底床剪應力之初步探討」，台灣水利，第37卷，第4期，pp.64-71。
14. 黃宏斌(1992)，「陡坡水槽之輸砂量模式研究」，第40卷，第1期，pp.44-77。
15. 劉奕良(2001)，「動床試驗模型時間比尺與變量流底床質運動特性之研究」，國立海洋大學河海工程學碩士論文，136PP。
16. 盧昭堯、吳益裕、蘇志強(2000)，「台灣中部地區上游河道沉滓運移之研究」，第二屆海峽兩岸山地災害與環境保育學術研討會，pp.9-18。
17. 賴進松(1998)，「阿公店水庫淤泥沖刷起動之研究」，台灣水利，第46卷，第3期，pp.76-83。
18. 錢寧、張仁、周志德(1987)，「河床演變學」，科學出版社，pp.530-556。
19. 錢寧、萬兆惠(1983)，「泥砂動力學」，科學出版社，pp.184-294。
20. 矢野義男(1973)，「山地防災工學」，山海堂株式会社，pp.67-74。
21. 室田 明(1986)，「河川工學」，技報堂出版株式会社，pp.176-190。
22. Bagnold, R. A. (1962), Auto-Suspension of Transported Sediment, Turbidity Currents, Proc., Royal Soc. London, Ser. A, Vol.265, No.1322, pp.314-319.
23. Bagnold, R.A. (1966), An Approach to the Sediment Transport Problem from General Physics, Geol. Sur. prof., pp.422.
24. Chanson, H. (1999), The Hydraulics of Channel Flow , Published by Arnold, pp.195-209.
25. DuBoys, M. P. (1879), Le rhone et les rivieres a lit affouillable, Annales de Ponts et Chausses, ser. 5, 18, pp. 141-195.
26. Einstein, H. A. (1942), Formulas for the Transportation of Bed Load, Transaction of ASCE, Vol.107, pp.575-577.
27. Jain, S. C. (1992), Note on Lag in Bedload Discharge, J. Hydr. Engrg. , ASCE, 118(6). pp. 904-917.
28. Meyer-Peter, E., and R. Muller (1948), Formulas for bed-load transport, Proc., 2nd Meeting, IAHR, 6, pp.39-64.
29. Subramanya, K. (1993), Flow in Open Channel, Tata McGraw-Hill Publishing Company Limited, pp.481-501.
30. Yalin, M. S. (1977), Mechanics of Sediment Transport, 2nd Edition, Queens University, pp.53-73.