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研究生:黃郅達
研究生(外文):Jyh-Dar Huang
論文名稱:富源溪集水區魚骨型魚道水理特性之研究
論文名稱(外文):Study of Hydraulic Characteristics for Fish-Bone-Type Fishway in The Fuh-Yuan Creek Watershed
指導教授:陳明杰陳明杰引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:森林學研究所
學門:農業科學學門
學類:林業學類
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:104
中文關鍵詞:防砂壩魚道流速分佈台灣鏟頜魚
外文關鍵詞:fishwaycheck damVaricorhinus barbatulusflow velocity distribution
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魚骨型魚道又稱改良型舟通式魚道,屬丹尼爾式魚道之變型,依相關文獻顯示,此種魚道可提供多種魚類使用並兼具良好排砂效果,為目前較適應台灣河川特性,且適用於針對防砂壩做棲地改善之可行魚道種類之一。
魚骨型魚道係以魚道內橫斷面不斷突擴及突束作用,加以底床魚骨型材質之擾流及阻流效果,達到降低魚道內流速之目的。因魚道內屬非等速均勻流且流場相當混亂,以往針對此類魚道研究多偏向於魚類可溯性及排砂功效等,缺乏相關水理特性研究。
本研究係在既有防砂壩上設置實體鋼筋混凝土魚骨型魚道(底寬180cm,深度100cm,阻水區高度50cm,阻流材高度20cm),並設定以台灣鏟頜魚為指標性魚種。除了以該案例來探究該型魚道應用在防砂壩上可能遭遇的問題外,更詳細記錄該型魚道在暴雨過後,魚道內流速分佈情形,與指標性魚種之限制流速條件加以比對,並實際放游指標魚種加以驗證,獲得多項有意義且實用之結果。
研究結果發現,在坡度1/10、流量0.22cms及0.144cms情況下,魚道內流場屬超臨界流流況且表面呈現連續水躍現象,因受橫斷面不斷突擴及突束消能作用,以及底部魚骨型阻流材阻流影響,其各橫剖面之流速分佈差異頗大,約在0.02∼2.5m/sec之間。流速剖面最快發生在魚骨中心光滑處上方,其次為魚骨型阻流材上方,再者為阻流材與突束段阻水區交接之最窄斷面處(魚類溯游主要通過區域);突擴段休息區及阻流材間則呈現渦流狀態,流速大幅降低,可供魚類溯游時暫棲。
在放游試驗中發現,以身長平均20cm台灣鏟頜魚為對象,放游24小時後上溯率為100%。其中完全通過占40%,另外60%暫棲於魚道內休息區或魚骨阻流材間。
The fish-bone-type fishway belongs to the variation of the Daniel type fishway, is also called the refining Larinier type fishway. In relative documentation, it was found that the fish-bone-type fishway is suitable for multiple fishes and has good effect for sediment elimination. Therefore, the fish-bone-type fishway is one of the feasible fishway for adapting the characteristics of the rivers in Taiwan and approving the habitats around the check dams.
In fish-bone-type fishway, continuous sudden expansion and sudden contraction cross sections, and the disturbance effect of flow due to bed material were used to decrease the flow velocity in the fishway. Because of the flow field in the fishway is very complex, most of the previous researches in fishway were focus on the tracing-back ability of fishes and the effect of sediment elimination, but relative hydraulic characteristics researches were lacked.
In this research, a RC fish-bone-type fishway (180 cm in width of the bottom, 100 cm in depth, 50cm in height of the water-disturbance area, and 20cm in height of the water-disturbance material) was set up on an existed check dam, and the Varicorhinus barbatulus was taken as the index fish. This case not only showed the possible problems in the application of using this type of fishway for check dams, but recorded thoroughly flow velocity distribution in the fishway after a storm. Compared with the limited velocity of the index fish and verified by putting the index fish into the fishway, several meaningful and practical results were gained.
It was found that in the condition of 1/10 in gradient and 0.22cms and 0.144cms in flow rate, the flow in the fishway was super-critical and continuous water-jumps were on the surface. The energy still dissipated because of the sudden expansion and sudden contraction cross sections and the fish-bone structure. Thus, the difference of velocity among cross sections was quite huge, about 0.02~2.5m/sec. The fastest velocity happened in the up of fishway center, the velocity in the up of fish-bone material and the narrowest water-passed cross section were the second. In the sudden expansion area and between the materials, fish can take a break for a while because the flow condition were vortex and the velocity decreased rapidly.
It was found in the experiment of putting index fish (average body length in 20cm Varicorhinus barbatulus) into the fishway that the tracing-back rate after 24 hours was 100%. 40% of the index fish were through the fishway completely, the other 60% were in it.
目 錄

中文摘要 Ⅰ
英文摘要 Ⅱ
目錄 --Ⅳ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 Ⅷ
壹、前言 1
一、研究動機 1
二、研究目的 3
貳、前人研究 4
一、洄遊性魚類概敘 4
二、常見魚道之分類 6三、常見魚道的水理 8
四、魚道相關研究 11
參、試區概況 22
一、地理位置 22
二、氣象與水文 22
三、當地生態調查 33
肆、研究材料與方法 35
一、問題分析 35
二、魚道形式之選擇 36
三、試驗魚道設計與佈置 37
四、水理計算 45
五、試驗方法 45
六、流速試驗儀器 47
伍、結果與討論 50
一、魚道實做一般觀測結果 50
二、魚道內一維流速分佈觀測結果 52
三、魚道內二維流速分佈觀測結果 54
四、魚道內放游指標性魚種試驗觀測結果 56
五、與前人研究結果對照討論 56
六、曼寧n值推估與高流量時流速分佈推估 57
陸、結論 59
參考文獻 60
附錄1(一維流速分佈觀測結果) 62
附錄2(二維流速分佈觀測結果) 81
附錄3(相關照片) 104














圖 目 錄

圖2-1 各類舟通式魚道示意圖 21
圖2-2 魚骨型魚道排砂最佳配置比例示意圖---------------------------21
圖3-1 富源溪集水區位置圖------------------------------------------------23
圖3-2 富源溪集水區地形圖 24
圖3-3 富源及大坪測站位置圖 25
圖3-4 花蓮氣象站月份平均氣溫分佈曲線 26
圖3-5 降雨級別颱風發生機率累積曲線 27
圖3-6 富源測站月平均降水曲線 29
圖3-7 大坪測站月平均降水曲線 29
圖3-8 大坪及富源測站日降水量分佈圖 30
圖3-9 大坪及富源測站月降雨量頻度分佈圖 31
圖3-10 大坪觀測站歷年年降水量分佈圖 32
圖3-11 富源溪集水區年降水量頻率分佈特性圖 32
圖4-1 魚道平面配置圖 40
圖4-2 魚道剖面圖 41
圖4-3 魚道入水口詳圖 42
圖4-4 魚道標準圖 43
圖4-5 魚道斷面圖 44
圖4-6 休息池標準圖 44
圖4-7 螺旋槳式流速儀 48
圖4-8 電磁式二維流速儀 48
圖4-9 電磁式二維流速儀觀測方向圖 49
圖4-10 電磁式二維流速儀感應器示意圖 49
圖5-1 一維流速分佈結果示意圖 53
圖5-2 二維流速量測點位圖 54
圖5-3 低流量時第七組(中段)流速流向圖(水深0.2處) 55
圖5-4 低流量時第七組(中段)流速流向圖(水深0.8處) 55
圖5-5 魚道內預估魚類可通行區域示意圖 58






















表 目 錄

表2-1 常見魚道流速及流量公式 10
表2-2 魚的游泳力 12
表3-1 富源溪集水區之地理座標位置 22
表3-2 鄰近富源溪集水區氣象站地理座標位置資料表 26
表3-3 颱風期間富源溪集水區降水情形 27
表3-4 侵襲本集水區各月別颱風發生情況 28
表3-5 大坪及富源測站年降水量統計表 28
表3-6 大坪及富源測站日降水量特性 30
表3-7 大坪測站各回歸年之延時-降雨強度計算結果 33
表3-8 秀姑巒溪流域各水系魚類分佈表 34
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