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研究生:李祈宏
研究生(外文):Chli-Hong Li
論文名稱:砂礫河床之跌水沖刷分析
論文名稱(外文):Scour of Loose Gravel and Sand Beds By Plunging Jets at Drops
指導教授:周憲德周憲德引用關係
指導教授(外文):Hsien-Ter Chou
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:土木工程研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文出版年:2000
畢業學年度:88
語文別:中文
論文頁數:76
中文關鍵詞:局部沖刷水工結構物
外文關鍵詞:local scourhydraulic structures
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水工跌水結構物下游河床局部沖刷乃源於水流溢過結構物形成沖射水流,沖擊並起動底床泥沙顆粒,再由水流以懸浮載或推移載方式將顆粒攜離沖刷坑至下游堆積。此對水工結構物下游河床之淘刷行為,造成壩體基礎裸露,因而危及結構物本身之穩定性及安全性。本研究分別以礫石及矽砂為渠床質,控制上游流量及下游尾水位高度,進行通氣寬頂堰之跌水沖刷試驗,以探討深淺尾水流況下,沖刷坑的沖刷機制與型態。利用理論分析配合實驗結果,建立沖刷坑特徵尺度(最大沖刷深度εm∞、最大堆積丘高度△∞、最大刷深位置Xm、沖刷坑長Xs和堰趾處刷深ε0)預測模式,可用於推估投潭水流對下游河床造成之局部沖刷情形,以期能進一步準確的預測與控制沖刷,達到保護水工結構物安全之目的。
When flowing over the drop structures, such as weirs or check dams, plunging jets usually cause severe scouring problems at the base of those structures. The formation and development of the scour hole will influence the stability and safety of those hydraulic structures. The scouring process for homogeneous gavel and sand beds by plunging jet at drops has been investigated in this study using experimental measurement. By using theory and experiment data, a prediction model is developed, and being used to predict the local scour at drops.
中文摘要 ………………………………………………………Ⅰ
英文摘要 …………………………………………………………Ⅱ
目錄 …………………………………………………………… Ⅲ
圖目錄 ……………………………………………………………Ⅵ
表目錄 ……………………………………………………………Ⅷ
符號說明 ………………………………………………………Ⅸ
第一章 緒論 ……………………………………………………1
1.1 研究緣起 …………………………………………1
1.2 研究目的 ……………………………………………2
1.3 本文架構 ……………………………………………2
第二章 文獻回顧 ……………………………………………… 4
2.1 舌流機制之研究 ……………………………………4
2.2 沖刷坑型態之研究 …………………………………7
2.3 局部沖刷機制之研究 ………………………………9
2.4 局部沖刷深度之研究 …………………………… 12
第三章 理論分析 ………………………………………………16
3.1 沖刷坑特徵尺度分析 …………………………… 16
3.1.1 深尾水特徵尺度 …………………………16
3.1.2 淺尾水特徵尺度 …………………………18
3.2 堆積丘臨界水深分析 …………………………… 20
3.3 無橫向壓力差自由舌流軌跡推導 ……………… 22
第四章 水工模型試驗 …………………………………………25
4.1 實驗目的 ………………………………………… 25
4.2 實驗設備 ………………………………………… 25
4.3 實驗條件 ………………………………………… 26
4.4 實驗方法與步驟 ………………………………… 27
4.4.1 水深量測 …………………………………27
4.4.2 沖刷剖面之量測 …………………………27
4.4.3 沖刷剖面演變之量測 ……………………27
4.4.4 實驗步驟 …………………………………28
第五章 結果與討論 ……………………………………………30
5.1 沖刷坑特性 ……………………………………… 30
5.1.1 沖刷坑流場特性 …………………………30
5.1.2 沖刷剖面之安息角 ………………………31
5.2 沖刷坑之演變 …………………………………… 31
5.3 沖刷坑及堆積丘之相似剖面 …………………… 34
5.3.1 沖刷坑之相似剖面 ………………………34
5.3.2 堆積丘之相似剖面 ………………………35
5.4 沖刷坑特徵尺度分析 …………………………… 37
5.5 實驗結果與跌水沖刷公式之比較 ……………… 41
第六章 結論與建議 ……………………………………………42
6.1 結論 ……………………………………………… 42
6.2 建議 ……………………………………………… 44
參考文獻 …………………………………………………………45
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