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研究生:楊定恭
研究生(外文):Ding-Kung Yang
論文名稱:應用一維性河川動態水理模式探討率定曲線
論文名稱(外文):A Rating Curve Study Using One-dimensional Unsteady Open Channel Flow Model
指導教授:許中杰
指導教授(外文):Chung-Chieh Hsu
學位類別:碩士
校院名稱:淡江大學
系所名稱:水資源及環境工程學系
學門:工程學門
學類:環境工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:1999
畢業學年度:87
語文別:中文
論文頁數:65
中文關鍵詞:非穩態性迴圈率定曲線
外文關鍵詞:unsteadylooprating curve
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水資源觀測或監測主要目的之一即在建立歷史背景資料及反映事實現況,而數值模式則為探討過去環境變遷及現況之了解與預測未來變化的趨勢三者之間的橋樑,且數值模式具有診斷與預測之功能,藉此關係更得能窺視全局。
由於台灣地區的河川大多流短而急其下游段常受潮汐影響,流況是為非穩定狀態,且河面及水深的流況變化遠不及水流的縱向流況變化,以一維性河川水理動態模式模擬應可合乎一般之工程應用,又因河川流量量測不易,一般係以水位測值配合單值水位-流量率定曲線求出流量,但在非穩態流況下,水位-流量率定曲線具有迴路現象,常使所率定出的流量可能產生誤差,本文以基隆河五堵測站為例應用TKUR1M一維性河川水理動態模式探討水位-流量率定曲線,全文共分五章,其主要內容如下:
第一章為緒言說明研究目的及本文的組織架構,共分五章及各章內容概述。第二章為往昔相關研究之回顧,其範圍包括定量流、變量流演算洪流及河川輸砂等應用方面之文獻及河川動態水理數值模式之建立,包括基本控制方程式差分式之推導、數值模擬之穩定性與收斂性之討論。第三章則為模擬範圍及背景,選定淡水河系的基隆河並就討論相關的邊界條件之處理等。第四章則為應用與討論。第五章為結論,本章就文中的模擬結果予以綜合歸納說明,並就水位-流量率定曲線的使用提出看法以供實際應用參考。
One of the main purposes of water resource observation or monitoring is to establish historical background information and to reflect present condition. As to numerical modeling, it is to discuss environmental changes in the past, to understand present situation and to predict future tendency. Through numerical modeling, the past, present and future is linked and the entire situation could be viewed.
It is the characteristic of the rivers in Taiwan that the rivers are usually short in length and fast in flow. The flowing condition is unsteady, and the influence of the river surface area and the river depth is less important than the influence of the longitudinal direction of the river flow. Therefore, a one-dimensional transient state simulation should be able to fulfill the purpose for general engineering application. Since the flow of a river is hard to obtain, it is a common-used method to obtain river flow from the curve diagram obtained by plotting the water elevation and flow data. However, under transient state flow condition, the calibrated curve of water elevation and flow would have a so-called circuit condition, which will cause inaccuracy of the calibrated curve.
The Wu-Du flow station located on Keelung River is taken as an example in this study to apply a rating curve study using one--dimensional unsteady open channel flow model. The whole article is separate into five chapters and is mainly composed as follows.
A preface on the purpose of study and the organization of the article is described in chapter one. A literature review is then described in chapter two, mainly focus on application of calculation on constant flow, variant flow and suspended sediment transportation of a river and establishment of the transient state hydrodynamic model, including derivation of the governing equation, discussion on the stability and convergency of the numerical simulation. The application of the model on Keelung River is introduced in chapter three. The related boundary conditions are also discussed in the same chapter. The simulating results and discussion are shown in chapter four. Finally, conclusions of the simulating results are given in chapter five. Some suggestions are also given in chapter five to serve as a reference on the application of the calibrated curve of water elevation and flow.
目 錄
謝誌 I
中文摘要 II
英文摘要 III
目錄 Ⅴ
表圖目錄 VII
第一章 緒言 1
第二章 文獻回顧 3
2-1 基本假設 5
2-2 基本控制方程式 5
2-3 差分控制方程式 6
2-4 數值之穩定性與收斂性 9
第三章 模擬範圍與背景 10
3-1 模擬範圍 10
3-2 初時條件及邊界條件 11
第四章 應用與討論 12
4-1 賀伯颱風 12
4-2 溫妮颱風 13
4-3 瑞伯颱風 14
4-4 合適性評估 15
第五章 結論 17
參考文獻 18
參考文獻
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