對於橫向上變化不大之水庫,常可應用橫向平均深度二維模式模擬水庫中 流向及深度方向上之水理及溫度等之變化。但大部分深度二維模式中有關 紊流擴散係數多以Sundoram-Rehm公式及Munk-Anderson公式等半經驗之公 式求取。而本文對於紊流擴散係數之決定乃是利用次格點紊流能量平衡方 程式來求得,且考慮到紊流能量之源涵項及消散項。致於上游水流較淺處 則以一維緩變量流模式計算,以期改善上游水深較淺處之流況。並以此修 正之水庫深度二維模式探討水庫之水理、溫度及泥砂濃度分佈情形。在流 場方面,考慮自由液面風剪力及底床剪應力之影響。在溫度方面,考慮太 陽輻射熱及水體與固體邊壁間之熱通量。在泥砂濃度方面,考慮底床附近 之捲增、沈積以及底床之沖淤。首先對理想水庫進行質量守恆及溫度密度 流之測試,由測試之結果可知模式符合質量守恆,而由溫度密度流之測試 中了解,由於入流溫度之差異及取水口位置之不同,而產生各種不同之水 理現象。當入流溫度高於水庫水溫時發生浮流;反之,則發生潛流;若入 流溫度介於水庫上下層間,則發生中間流。最後將模式應用於本省北部之 翡翠水庫,由模擬之結果顯示,流況非常複雜,有浮流、潛流、中間流等 ,並有不同方向之環流現象產生,但大體上頗能符合水庫之環流特性;水 溫分佈之模擬結果與觀測值之趨勢大致吻合;致於泥砂濃度分佈因無實測 資料比較,但為了解泥砂在水庫中運行之情形,本文亦對泥砂濃度分佈加 以模擬以供參考。
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