本文之目的為針對防砂壩下游與副壩局部沖刷現象,進行理論分析及 水工模型試驗。由試驗結果可得知,防砂壩下游沖刷坑剖面具有極高的相 似性。相同的條件下,流量大者沖刷坑較深;尾水(副壩高度)較高時, 由於有水墊作用削減自由衝擊射流的能量,故沖刷坑深度較小;反之,沖 刷坑則較大。 無護 坦壩體最大沖刷深度與沖刷條件及上游水流特性相關,可以衝擊射流理論 之沖刷坑相對沖刷深度變化表示。在忽略入射水流角度因子下,可以沖刷 參數Ns 與水流參數 Nf的係數做為主副壩間距河床沖刷變化的指標參數。
h
---- = 1.725 Nf^3 + 0.2 Ns R^2 = 0.881
yc
防砂壩下游沖刷坑之粒徑分布直接影響到最大沖刷深度。在跌水沖刷形態 下,防砂壩下游河床會形成護層現象保護沖刷坑,使之不再繼續擴大。在 防砂壩下游河床的局部沖刷之粒徑分析結論,除沖刷坑處有明顯的粗粒化 現象以及遠離沖刷坑側邊處顆粒明顯細小化外,渠床其它位置沖刷前後之 粒徑分布無明顯變化。 防砂壩下 游主副壩間河床沖刷因副壩位置之不同,河床沖刷剖面變化與最大沖刷深 度亦隨之不同;當主副壩間距過小,則副壩會妨阻滯水流,造成沖刷坑深 度加大。由試驗資料顯示,副壩視為人工淤積堆時(副壩高等於淤積堆高 度),不會減低沖刷坑深度。 副壩下游的局部沖刷試驗,副壩在 不同位置時,河床沖刷剖面變化與沖刷深度會隨之不同。在此,將副壩視 為人工淤積堆時,沖刷坑深度即為最大沖刷深度。在相同的變數(單寬流 量 q、副壩有效壩高 hb、顆粒粒徑 ds、河床坡度 S)下,不考慮與主壩 的距離差距(L)的影響,得下列的迴歸公式:
q^0.863 * hb^0.552 * S^1.09
y =0.206 -----------------------------
ds^2.509
|