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研究生:李偉哲
研究生(外文):Wei-Che Li
論文名稱:湍流渠槽之輸砂量模式研究
論文名稱(外文):Study on Model of Sediment Discharge in Torrential Channel
指導教授:黃宏斌黃宏斌引用關係
指導教授(外文):Hung-Pin Huang
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:生物環境系統工程學系暨研究所
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:39
中文關鍵詞:推移值沈滓運移量
外文關鍵詞:sediment transport
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摘 要
為推導一能適用於台灣上游集水區之輸砂量模式,本研究以非均勻粒徑進行試驗,經分析檢討,求得臨界流量與推移值沈滓運移量模式:
qc=6.176×10-8×Dg1.16×S-1.64
Ds= D50
=38.092×Dg-0.458×S3.56×
Ds= D50
其中,qc=臨界流量(cms/m);Dg=無維度粒徑參數(Dg= );Ds=代表粒徑(m),Ds= D50 +ασ,α=係數,σ=粒徑標準偏差值;S=坡度;qs=推移值沈滓運移量(cms/m);q=流量(cms/m)。
根據本研究試驗資料並配合國內外其他試驗資料,可推得另一與上式相同參數之推移質沈滓運移量模式,並利用Ds=D50+ασ為代表粒徑,經迴歸分析推求最大R2值時,其α值趨近於零,即Ds=D50仍為較佳之代表粒徑。
ABSTRACT
In order to derive a model of sediment transport for the upstream water shed in Taiwan, this study uses un-uniform grains as the materials of this particular experiment. Thus the models for critical discharge and sediment transport could be obtained as follows:
qc=6.176×10-8×Dg1.16×S-1.64
Ds= D50
=38.092×Dg-0.458×S3.56×
Ds= D50
In which, qc=critical discharge (cms/m); Dg=dimensionless grain parameter (Dg= ); Ds=represetative grain diameter, Ds=D50 +ασ, α=coefficient, σ=standard deviation; S=slope; qs=bed-load discharge (cms/m); q=flow discharge (cms/m).
Another sediment transport model which contains the same factor as the above, can be derived form 718 existing experiment data including this study. In whichα is close to zero. Inother words, Ds= D50 is still a better represetative grain diameter.
目錄
摘要…………………………………………………………………… I
ABSTRACT…………………………………………………………… II
目錄 ………………………………………………………………… III
表目錄 ……………………………………………………………… Ⅴ
圖目錄 ……………………………………………………………… Ⅵ
照片目錄……………………………………………………………… Ⅶ
壹、 前言……………………………………………………………… 1
貳、 前人研究………………………………………………………… 2
參、 研究方法………………………………………………………… 8
3-1 維度分析……………………………………………………… 8
3-2 沈滓啟動……………………………………………………… 9
3-3 沈滓運移 …………………………………………………… 10
肆、渠槽試驗………………………………………………………… 11
4-1 試驗渠槽 …………………………………………………… 11
4-2 試驗材料 …………………………………………………… 12
4-3 試驗條件 …………………………………………………… 20
4-4 試驗步驟 …………………………………………………… 21
伍、結果與討論……………………………………………………… 24
5-1 渠槽試驗結果 ……………………………………………… 24
5-1-1 臨界流量(qc)試驗 ………………………………… 24
5-1-2 輸砂量(qs)試驗……………………………………… 25
5-1-3 臨界流量推估值(qc)…………………………………25
5-2 輸砂量模式推估 …………………………………………… 29
5-2-1 臨界流量模式 …………………………………………29
5-2-2 推移值沈滓運移參數 …………………………………30
5-3 模式比較 ……………………………………………………33
5-3-1 臨界流量模式比較 ……………………………………34
5-3-2 推移質沈滓運移量模式比較……………………………36
陸、結論與建議……………………………………………………… 37
柒、參考文獻………………………………………………………… 38
表目錄
表4-1、 七釐石基本性質…………………………………………… 12
表4-2、 三分石基本性質…………………………………………… 13
表4-3、 混合1石基本性質 …………………………………………14
表4-4、 混合2石基本性質 …………………………………………16
表4-5、 混合3石基本性質 …………………………………………17
表4-6、 混合4石基本性質 …………………………………………18
表4-7、 七釐石試驗坡度與流量對照表…………………………… 20
表4-8、 三分石試驗坡度與流量對照表…………………………… 21
表4-9、 混合石試驗坡度與流量對照表(s=0.03) ………………… 21
表5-1、 各坡度之臨界流量試驗值(qc)……………………………24
表5-2、 各坡度之臨界流量試驗值與推估值之比較 ………………29
表5-3、 不同坡度之α與R2關係表 …………………………………32
圖目錄
圖4-1、 渠槽示意圖………………………………………………… 11
圖4-2、 七釐石粒徑分佈曲線……………………………………… 13
圖4-3、 三分石粒徑分佈曲線……………………………………… 14
圖4-4、 混合1石粒徑分佈曲線 ……………………………………15
圖4-5、 混合2石粒徑分佈曲線 ……………………………………17
圖4-6、 混合3石粒徑分佈曲線 ……………………………………18
圖4-7、 混合4石粒徑分佈曲線 ……………………………………19
圖5-1、 七釐石輸砂量與流量關係圖 ……………………………… 26
圖5-2、 三分石輸砂量與流量關係圖 ………………………………26
圖5-3、混合1輸砂量與流量關係圖…………………………………27
圖5-4、混合2輸砂量與流量關係圖…………………………………27
圖5-5、混合3輸砂量與流量關係圖…………………………………28
圖5-6、混合4輸砂量與流量關係圖…………………………………28
圖5-7、臨界起動流量之比較,qc vs S …………………………35
圖5-8、臨界起動流量之比較,qc vs Dg……………………………35
圖5-9、推移質沈滓運移量模式之比較,qs/q Vs S………………… 36
照片目錄
照片4-1、試驗渠槽……………………………………………………66
照片4-2、 渠槽內礫石整平 ………………………………………… 66
照片4-3、 混合礫石扮合………………………………………………67
照片4-4、 渠槽上游端加砂……………………………………………67
照片4-5、 渠槽下游端收砂……………………………………………68
照片4-5、 收取砂石秤重………………………………………………68
柒、參考文獻
1. Graf,W.H.,Hydraulics of Sediment Transport,1971。
2.Simons,D.B.Senturk,F.,Sediment Transport Technology,1977。
3.何智武,湍流渠槽沈濘運移特性之研究,國立台灣大學土木工程學研究所博士論文,1983
4.何智武、黃宏斌,台灣上游湍流河道之輸砂模式研究,中華水土保持學報,第14卷,第12期,1983年12月,pp.95-106。
5.黃宏斌,陡坡水槽之輸砂童模式研究,台潛水利 ,第41卷 ,第40期 ,1992年3月,pp.44-51。
6.黃宏斌,上游泥砂來源與河道沖淤之關係探討,八十二年度農業工程研討會,1993年12月,pp.217-231。
7.許浩堯 、黃宏斌 ,上游河道之沖淤演算研究,中華水土保持學報 ,第2f卷 ,第4期 ,1995年12月,pp.293-301。
8.邱智穎、黃宏斌,彎道泥砂沖淤之試驗研究 ,台灣水利 ,第43卷,第41期 ,1995年9月,pp.27-36
9. 蘇自強,混合礫石渠槽輸砂率研究,國立中興大學土木工程學研究所碩士論文,1995
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