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研究生:陳正炎
研究生(外文):Chen, Zheng-Yan
論文名稱:投潭水作用下卵石渠床動態平衡之研究
指導教授:李華寧
指導教授(外文):Li, Hua-Ning
學位類別:碩士
校院名稱:國立中興大學
系所名稱:水土保持研究所
學門:農業科學學門
學類:水土保持學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:71
語文別:中文
中文關鍵詞:投潭水作用卵石渠床動態平衡卵石渠床水工構造物水力學防砂埧農業水土保持
外文關鍵詞:AGRICULTURESOIL-WATER-CONSERVATIONWATER-SOIL-CONSERVATION
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防砂埧、蝕溝控制、跌水等水工構造物,水流多係經由溢流堰口或上游渠床往下傾洩
成自由跌流(投潭水),以高動能沖擊下游溪(渠)床,造成嚴重之局部沖刷而危及
構造物安全。通常處理此問題是在構造物下游建造靜水池與護坦,輔以副埧或尾檻等
設施,以使產生水躍消能。採用卵石護坦代替混凝土靜水池,過去曾用於公路排水溝
渠之跌水工或涵管下游,頗具成效,但在較大落差之水工構造物尚甚少採用。
本研究目的在依據水力學原理,進行水工模型試驗,觀察研析投潭水對構造物下游卵
石渠床之沖淤現象,相關位置及消能效果,並建立一卵石護坦之設計準則,藉供有關
參考應用。其優點為:可就地取材,毋需技術性工人,施工簡便,節省工程費。
本研究獲致以下之結論及建議:
一、達到動態平衡時,卵石渠床沖淤剖面幾何形狀之無因次量ys /Hd 、ym /H
d 、Lb /Hd 、Ls /Hd 、Li /Hd 、Lm /Hd 及Le /Hd 等均可用無因
次參數Nd (q/gHd )及相對粒徑G(D/Hd )來推估,並建立圖解及數
學模式,即
(1)ys /Hd =0.276 ND . G .
(2)ym /Hd =0.383 ND . G .
(3)Lb /Hd =4.345 ND .G .
(4)Ls /Hd =3.420 ND . G .
(5)Li /Hd =4.159 ND . G .
(6)Lm /Hd =4.786 ND . G .
(7)Le /Hd =4.720 ND . G .
二、建議之卵護坦採舖石深度Y 為最大刷深y 之1.5倍;舖石底長X 為最大刷深距
離L 與沖淤反曲點距離L 之半;卵石面長度X 為舖石底長X 加2.25倍最大刷深。
三、本研究試驗僅限於二維性清水流動,故對堰口兩側之三維性水流效應,宜配合垂
直翼牆消除之。
四、若卵石護坦下之基礎土質為細沙或沈泥等物質,為防止沙土自護坦縫隙內洗出,
開挖之基地上宜舖設一層濾石層。
五、實地情況之流動為含滓水或土石流,故土石流之撞擊效應為進一步研究工作之一

六、本研究試驗收據雖僅為防砂埧之一種溢流洩水類型,及一種形狀之卵石,但同樣
原理當可應用於其他型式之構造物,例如跌水、各型節制埧、攔河堰埧或懸出式洩水
道等下游靜水池護坦之設計施工。他種形狀或性質之石材亦可嘗試使用。
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