本研究係利用逢甲大學水工試驗室所發展成功之雙乘數式河床推移載採樣器作為基本 測量工具,以進行推移載顆粒粒徑之分析,並據以建立其運移模式。 本研究為在緩坡(S=0∼0.0093)、粗卵石顆粒(粒徑範圍d =1.96∼ 7.27公分,平均形狀係數SF=0.78∼0.84)、大理石顆粒(粒徑範圍 d=2.60∼6.14公分,形狀係數SF=1.0)、單位寬流量q=0.03 92∼0.45立方公尺/秒/公尺及不鏽鋼渠床(即採樣器測板)等試驗設備及條 件下,配合採樣器推移載運移速度之量測,以推估顆粒粒徑分佈。研究結果可歸納為 以下幾點: 一、顆粒粒徑之無因次推估模式: 己知推移載移速度及水流剪力速度時,可由以下無因次方程式推得顆粒粒徑 (一)大理石顆粒 U U*d ──=5.39ln ── -18.29 U ν (二)卵石顆粒 U U*d ──=4.82ln ── -17.70 U ν 式中Ub :推移載運移速度(公分/秒) U* :水流剪力速度(公分/秒) ds :顆粒粒徑(公分) ν :運動粘性(kinematic viscosity)(平方公分/秒) 諸常數為經驗係數 二、顆料粒徑之一般推估模式: (一)以平均速度為參數者 Ub =0.8U-f(ds ) (二)以剪力速度/為參數者 Ub =27.12U-f(ds ) 式中f(ds )及f(ds )為顆粒粒徑之函數,隨顆粒大小而變。U化為水流 平均速度。當推移載運速度及水流平均速度或其剪力速度為已知時,即可利用內插法 求得顆粒粒徑。 三、顆粒起動分析: (一)以拖曳力為考慮者 當顆粒雷諾數U* ds /ν大於300時,則輸砂函數(sediment transport func- tion),ρU*c/rs ’ds 接近常數,約等於0.0007。 (二)以水流流速為考慮者 Uc =26.84ds . 式中Uc :為臨界水流速度(公分/秒)
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