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研究生:黃裕益
研究生(外文):Huang-Yu Yi
論文名稱:潛堤對階梯堤之波浪溯升影響
論文名稱(外文):Influence of Submerged Breakwater to Wave Runup on Step Dike
指導教授:林朝福
指導教授(外文):Lin-Fu chao
學位類別:碩士
校院名稱:逢甲大學
系所名稱:土木及水利工程所
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:2004
畢業學年度:92
語文別:中文
論文頁數:67
中文關鍵詞:溯升
外文關鍵詞:run up
相關次數:
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本研究主要為分別探討階梯式海堤在配置不同之平台寬及不同潛堤之堤頂沉沒水深,並在不同之不規則入射波浪條件作用下於無潛
堤時對平台階梯式海堤之波浪溯升衰減效應及有潛堤時其波浪溯升衰減效應。
在無潛堤時,對於波浪溯升水面形狀而言,Cross(1972)藉由試驗結果提出溯升水體的水面形狀為一N次方曲線,其溯升範圍是堤前面海的第一個波谷到最大溯升高與斜堤堤面的交點。當海堤斜面具備平台時,溯升水體將在平台上產生平頂堰流效應,致使波浪溯升高顯著下降。根據質量守恆定理,假設溯升水體靜水面上的總質量相當於靜水面下的總質量則平台作用下之波浪溯升高度降低量可以求解。其次,本研究另應用Van der Meer(1992) 所提出之波浪溯升計算式以計算波浪溯升高,並將之與本研究之回歸方程式計算結果加以比較,分析結果顯示海堤平台確實對於波浪相對溯升高有很大的降低功效,惟當平台達於七公分後,其波浪溯升高減低效應變得甚為有限。
再者,當有潛堤存在時,首先利用Seabrook and Hall(1998)之波浪經潛堤後傳遞波衰減之觀念計算傳遞係數( ),其次應用黃正欣等 (1998)所提出在規則波斜面及不規則波斜面總反射率 之計算式以計算反射波。在能量損失( )計算部分則利用Cross(1972)之研究結果,最後利用黃(2001)所提出波浪通過潛堤後作用於斜堤上之溯升高的溯升計算模式以計算波浪相對溯升高。從模式計算與試驗結果比較可看出本研究計算模式甚具可靠性。
In this study, the influence of the berm width to the wave runup on step dike and the influence of submerged breakwater depth to the wave runup on step dike was study individually.
At first, by use the experiment data and the wave runup curve (Cross, 1972), the correlation between the wave runup and the step slope dike was obtained. But when there have berm exist on the step slope dike then due to the weir effect, the height of the wave runup was decrease down obviously. Based on the theorem of conservation of mass, the height of the wave runup can to calculated. Next, when there have berm exist on the step slope dike, a series of regression equations that obtained by various experiment condition on different berm width was complete. Analysis result shows the width of the berm can decrease down the wave runup height obviously. However, when the berm width up to 7 cm then its effect becomes small.
At the second, when the submerged breakwater was exist. Due to the effect of the submerged breakwater to the incident wave, the wave height will decrease down .The transmit coefficient can to estimate by use the wave transmission equation that proposed by van der Meer (1998). When the wave reflected from the slope dike, the reflect coefficient can to computed also (Huang et al,1998).As to the computation of energy loss coefficient , Cross (1972) proposed a calculation coefficients
that can to applied. At last, the model that to comput the relative wave runup height which proposed by Huang (2001) was applied to calculate the wave runup height on step dike surface . Result show the calculated wave runup height and the measured wave runup height was coincide each other quite well.
目錄
中文摘要………………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要…………………………………………………………...….Ⅱ
目錄……………………………………………………………………..Ⅲ
圖目錄…………………………………………………………………..Ⅴ
表目錄…………………………………………………………………..Ⅷ
符號說明……………………………………………………………..Ⅸ
第一章、緒言……………………………………………………………1
1-1研究動機……………………………………………..…………1
1-2研究目的……………………………………………..…………2
1-3本文組織…………………………………………………......…2
第二章、文獻回顧………………………………………………………4
2-1波浪透過潛堤之傳遞係數計算………………………………...4
2-2波浪之反射率計算…………………………………………..5
2-3波浪之相對溯升高計算……………………………………...…5
第三章、理論分析…………………………………………………….…7
3-1平台堰流效應對波浪溯升之影響…………….……….……..…7
3-2潛堤對波浪溯升高之影響……………………………......……10
3-2-1波浪經潛堤後之波高變化……..…………………….…….10
3-2-2波浪溯升曲線特性…………….…………………..……….11
3-2-3波浪反射率計算……..……………………….……….……12
3-2-4溯升水體位能計算…………………………………………12
3-2-5波浪溯升位能之相關計算式……..………………….…….14
3-2-6溯升能量損失係數之計算…………………………………15
第四章、試驗研究………………………………………………………17
4-1試驗佈置………………………………………………...…….17
4-2試驗條件……………………………………………...……….17
4-3試驗步驟……………………………………………...……….18
4-4 試驗資料分析……………………………………………...…19
第五章、結果分析與討論……………………………………………..20
5-1平台堰流效應對階梯斜堤上波浪溯升之影響……..……20
5-2潛堤對平台階梯堤上波浪溯升高之影響…………22
第六章、結論與建議…………………………………………………..27
6-1 結論…………………………………………………………...27
6-2 建議…………………………………………………………...27
參考文獻………………………………………………………………..28








圖目錄
圖3-1 溯升水體拋物線曲線示意圖…...…………………...….…….30
圖3-2 越波曲線之面積示意圖……...……………………….………30
圖3-3 溯升水體示意圖…………...…………………………...…......30
圖3-4 波浪溯升及越波能量控制體積圖….…………………....…...31
圖3-5 波浪越波水體示意圖(無因次化)…………………...….……31
圖4-1 試驗配置圖(無潛堤)………...………………………...……..32
圖4-2 試驗配置圖(有潛堤)…...………………………………...…..32
圖4-3 波高計…….…………………………...………………...…….33
圖4-4 A-D轉換卡……….……………………........................….…...33
圖4-5 荷重計…………………………………….………...…………34
圖4-6 CH-406X增幅器……………………………...….…………..…34
圖4-7 自動擷取系統之個人電腦…….……………………..…….…35
圖4-8 試驗流程圖…………...………………………………...……..36
圖5-1-1 相對2%溯升高與碎波相似參數( )….37
圖5-1-2 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).....37
圖5-1-3 相對2%溯升高與碎波相似參數( )…..38
圖5-1-4 相對2%溯升高與碎波相似參數( )….38
圖5-1-5 計算溯升高與實測溯升高在B=0的比較圖…………..…...39
圖5-1-6 相對2%溯升高與碎波相似參數( )……39
圖5-1-7 相對2%溯升高與碎波相似參數( )......40
圖5-1-8 計算溯升高與實測溯升高在B=5的比較圖..……..…..…....40
圖5-1-9相對2%溯升高與碎波相似參數( )…....41
圖5-1-10 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).....41
圖5-1-11 計算溯升高與實測溯升高在B=7的比較圖…………..…...42
圖5-1-12 相對2%溯升高與碎波相似參數( )..…42
圖5-1-13 相對2%溯升高與碎波相似參數( )….43
圖5-1-14 計算溯升高與實測溯升高在B=9的比較圖…..……....…...43
圖5-2-1 傳遞係數與相對堤頂出水高之比較( )…………….44
圖5-2-2 傳遞係數與相對堤頂出水高之比較( )..…………….44
圖5-2-3 傳遞係數與相對堤頂出水高之比較( )..…………….45
圖5-2-4 傳遞係數與相對堤頂出水高之比較( )..…………….45
圖5-3-1 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).46
圖5-3-2 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).46
圖5-3-3 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).47
圖5-3-4 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).47
圖5-3-5 計算溯升高與實測溯升高在B=0的比較圖.………..……..48
圖5-3-6 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).48
圖5-3-7 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).49
圖5-3-8 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).49
圖5-3-9 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).50
圖5-3-10 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).50
圖5-1-11 計算溯升高與實測溯升高在B=5的比較圖…....……..…...51
圖5-3-12 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).51
圖5-3-13 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).52
圖5-2-14 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).52
圖5-1-15 計算溯升高與實測溯升高在B=7的比較圖…...……...…...53
圖5-2-16 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).53
圖5-2-17相對2%溯升高與碎波相似參數( )..54
圖5-2-18 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).54
圖5-2-19 相對2%溯升高與碎波相似參數( ).55
圖5-1-20 計算溯升高與實測溯升高在B=9的比較圖…..…..…..…...55
圖5-1-21能量損失係數Kl=0.85計算溯升高與實測溯升高之比較圖( )………………………………………………...…....56
圖5-1-22能量損失係數Kl=0.95計算溯升高與實測溯升高之比較圖( )……………………………………………...…........56




















表目錄
表2-1 光滑堤面時M、N值計算表…………………………………….6
表2-2階梯堤面時M、N值計算表…………………………………….6
表4-1 試驗條件…….………………………………………………….26
參考文獻
1. Cross, R. H., and C. K. Sollitt (1972),“Wave Transimission By Overtopping. Journal of the Waterways, Harbors and Coastal Eng. Division, ASCE,Vol.98NO.WW3, PP.295-309.
2. Melito, I.J and A. Melby (2002), “Wave Runup, Transmission, and Reflection for Structures Armored with CORE-LOC ” J. of Waterway ,Port ,Coastal and Ocean Eng., ,pp. 33-52.
3. Longuet- Higgins, M. S.(1952) , “On the Statistical Distribution of Sea Waves,” J. Marine Res., Vol. XI, NO.3, pp.245-265
4. Seabrook, S.R. and K.R Hall. (1998), “Wave Transmission at Submerged Rubblemound Breakwaters.”, Coastal Eng.,pp. 2000-2013.
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9.莊甲子、簡仲璟、江金德,(1996),“堤前水深對三角階梯斜堤溯升之影響 ”,第十八屆海洋工程研討會論文集,PP. 200-206。
10.黃正欣、林建宏,(1998),“最佳入射波分離法及堤面反射率之研究 ”,國立成功大學水利及海洋工程研究所碩士論文。
11.莊甲子、林朝福、黃棨達、江金德,(2000),“離岸潛堤對緩坡階梯堤之溯升影響 ”,第二十二屆海洋工程研討會論文集,PP.279-286。
12.莊甲子、林朝福、黃棨達,(2001a),“潛堤對波浪溯升影響之研究”,第二十三屆海洋工程研討會論文集,PP. 256-271。
13.莊甲子、林朝福、賴傳賢、江金德,(2001b)“平台對階梯海堤之溯升影響”,第二十三屆海洋工程研討會論文集,PP.272-278。
14.黃棨達(2001),“潛堤對波浪溯升影響之研究”,逢甲大學土木及水利研究所碩士論文。
15.賴傳賢(2002),“潛堤對波浪溯升影響之研究”,逢甲大學土木及水利研究所碩士論文。
16.林文嵐(2003),“潛堤對波浪溯升影響之研究”,逢甲大學土木及水利研究所碩士論文。
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