臺灣博碩士論文加值系統

自然河道會蜿蜒，於河防構造物之設計上應考慮其河道特性。本研究以台中筏子溪為研究對象，根據其蜿蜒幾何性質及水理因子，綜合使用前人所提之方法，分析河道之穩定性及考慮構造物安全性之設計法。根據分析結果，証明屬急流河川、多蜿蜒段；建議較適宜之護岸構造物為格框石工、混凝土舖面及石籠等；所需之表層石材粒徑為0.5 ~0.6 ，估算之設計基礎深度為2.5 ~3.0 、護坦工寬度為7 ~8 。本研究所建議之河防構造物分析、設計法，甚具實務性及合理性，可供相關單位參考。

Rivers are rarely straight and are often characterized as being meandering. It is necessary for the design of flood protection works to consider meandering’s characteristics. This study takes Fa-Tzu river, Taichung city as target. According to the parameters of meandering and hydrology of Fa-Tzu river, it is judged as a rapid river with numbers of meandering section. By using the empirical analysis methods which were verified can be practically applied to the rapid river, Gabion, concrete pavement or concrete continuous block are recommended as slope protection of revetment, and its maximum diameters of cobble required are 0.5 ~0.6 . The scouring depths and width of cushion structure estimated are range from 2.5 ~3.0 and 7 ~8 , respectively. This is a practically done research work, and its results are reasonable. The experiences of this work could be referred at other sites.

謝 誌 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目 錄 Ⅳ
圖目錄 Ⅶ
表目錄 Ⅷ
第一章 緖論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 研究流程 3
1.3 論文架構 3
第二章 文獻回顧 5
2.1 河防構造物 5
2.1.1堤防 5
2.1.2護岸 7
2.1.3固床工 9
2.2 近自然型河防構造物之營造 9
2.3 河道特性 11
2.3.1 河川型態 11
2.3.2 漂砂及蜿蜒 13
2.3.3 河道蜿蜒性質之設計考量 14
2.3.4 河道特性區分 15
第三章 研究內容與研究方法 17
3.1環境地質 17
3.1.1 調查區位及社經環境 17
3.1.2 地質 18
3.1.3 生態環境 21
3.1.3.1 植物類 22
3.1.3.2 動物類 22
3.1.4 河岸景觀 23
3.1.5 河道水文、水理、水利特性 29
3.1.5.1 水文與水理 29
3.1.5.2 河床質 31
3.2 治理經緯 34
3.3 河道蜿蜒性質分析法 34
3.4 流速估算 36
3.5 流體力估算 40
3.6 構造物設計 42
3.6.1 護岸材料選擇 42
3.6.2 舖石及拋石之石材必要粒徑 43
3.6.3 沖刷深 44
3.6.4 護坦工尺寸 44
第四章 研究結果與探討分析 46
4.1 蜿蜒段之選取及其幾何性質 46
4.2 流速 49
4.3構造物安全性分析 50
4.3.1掃流應力 50
4.3.2舖石及拋石之石材必要粒徑 53
4.3.3 沖刷深及護坦工設計 54
4.4比較 56
第五章 結論與建議 57
5.1 結論 57
5.2 建議 57
參考文獻 59


圖目錄
圖1.1 研究流程圖 3
圖2.1 堤防設施 6
圖2.2 堤防之設計斷面 6
圖2.3 固床工之平面形狀與流線之關係 9
圖2.4 下游河段剖面示意 12
圖2.5 水位與漂砂淤積關係 14
圖3.1 筏子溪區位 17
圖3.2 筏子溪位置圖 21
圖3.3 筏子溪堤防佈置圖 29
圖3.4 筏子溪計畫洪水流量 30
圖3.5 筏子溪河床質粒徑分佈縱斷圖 32
圖3.6 河道蜿蜒示意圖 35
圖3.7 筏子溪蜿蜒河段區分圖 35
圖3.8 塊體投影面積示意 40
圖3.9 護坦工尺寸設計示意 45
圖4.1 劉厝堤防2004年七二水災前 53
圖4.2 劉厝堤防2004年七二水災後 53
圖4.3護岸斷面示意圖 55

表目錄
表2.1 計畫洪水量與堤頂寬關係 6
表2.2 河道特性區段分類及其特徵 16
表3.1 筏子溪野鳥種類表 24
表3.2 筏子溪沿線重要構造物周邊環境現況彙整表 25
表3.3 筏子溪現有橋樑統計表 30
表3.4 筏子溪現有防洪工程設施統計............................................... 31
表3.5 筏子溪河床質平均粒徑與代表粒徑分析成果表 33
表3.6 Manning粗糙係數 值 38
表3.7 估算代流速 之修正係數 值 39
表3.8 護岸材料之臨界掃流應力..... 43
表4.1 河道各蜿蜒段之幾何特性值 48
表4.2 各蜿蜒段之三種流速 49
表4.3 各蜿蜒段之 及 ......................................................................52
表4.4 各蜿蜒段舖石、拋石表層之石材必要粒徑 54
表4.5 各蜿蜒段之預測沖刷深及護坦工相關設計尺寸 55

【1】水利局(1968)，防洪工程設計手冊，台灣省水利局叢書之七十三號。
【2】內政部營建署（2000a），台中站五聯外道路橋鑽探工程報告書，台北。
【3】中國土木水利工程學會(1972)，中國工程師手冊-水利類-（上冊），第六篇。
【4】王永珍(2003)，「應用河川廊道水理與蜿蜒特性評估水生棲地復育適宜性之研究」，國立中興大學，水土保持學系，博士論文。
【5】交通部公路局（2000），台一乙線集泉橋鑽探工程地質鑽探報告，台北。
【6】台灣省住宅及都市發展局（1986），台中市第一、二、三、四期擴大都市計畫區雨水下水道系統規劃報告，台北。
【7】汪靜明，「河川生態基流量設計及魚類棲地改善之理念」，環境教育季刊，No.35, pp.49-69, 1998。
【8】吳健民、顏清連(1991)，泥沙運移學，科技圖書股份有限公司，台北。
【9】易任(1976)，渠道水力學，國立編譯館出版，台北。
【10】許時雄(2001)，治河防洪與海岸防護，科技圖書股份有限公司，台北。
【11】姜子馬佳(1990)，治河與防洪，科技圖書股份有限公司，台北。
【12】黃進坤、劉長齡(1997)，「不同蜿蜒度對河床變動影響之試驗研究」，台灣水利，第45卷，第二期，第13-21頁。
【13】楊秋芳(1996)，「台灣主要河川流路型態與河道坡降及床值粒度關係之研究」，中國文化大學，地學研究所，碩士論文。
【14】楊朝平(2003)，河川近自然工法論，中華大學土木系印製。
【15】楊勝崎、黃宏斌(2004)，「砌石擋土牆之安定分析」，2004農業工程研討會論文集，pp.941-953，桃園。
【16】趙紹錚、王程廣(2004)，「疊石工法力學行為初步研究」，2004農業工程研討會論文集，pp.1037-1049，桃園。
【17】曾晴賢，「臺灣河川魚類生態特色-臺灣河川生態保育工程的發展與問題」，水利工程人員溪流生態講習會講義，水利處水規劃試驗所，新竹,1999。
【18】經濟部水利處(1988)，筏子溪治理規劃報告。
【19】經濟部水資源局(2000)，永續河川空間規劃設計。
【20】經濟部水利處(2000)，低水治理模型試驗報告（三）筏子溪水工模型試驗（八十五年度至八十七年度總報告），水利規劃試驗所執行。
【21】經濟部水利處(2001)，筏子溪景觀規劃暨設計報告書，第三河川局執行。
【22】經濟部水利署(2005)，烏溪水系支流筏子溪治理基本計畫，第三河川局執行。
【23】經濟部水利署(2006)，烏溪水系支流筏子溪治理規劃檢討報告，第三河川局執行。
【24】蕭慶章(2003a)，實用河川工程（上）河川工程規劃，科技圖書股份有限公司、台北。
【25】蕭慶章(2003b)，實用河川工程（下）河川工程治理，科技圖書股份有限公司、台北。
【26】Das, B. M., (1998), Principles of Foundation Engineering, PWS Publishing, New York.
【27】Garavaglia, E., Gianni, A. and Molina, C., (2004), “Realiability of porous materials: two stochastic approaches,” Journal of Materials in Civil Enigneering, ASCE, Vol.16, No.5, pp.419-426.
【28】Parker G.(1990) , “Surface-based bedload transport relation for gravel rivers. Journal of Hydraulic Research ” 20(4):417~436.
【29】千田 禾念(1993)，自然的河川計畫-改修における自然との調和と對策，理工圖書，東京。（日文）
【30】玉井信行、水野信彥、中村俊六(1997)，河川生態環境工學，東京大學出 版社。
【31】高瀨信忠(1983)，河川水文學，森北出版社，東京。（日文）
【32】國土開發技術研究センタ一(1999)，護岸の力學設計法，山海堂出版社，東京。（日文）