臺灣博碩士論文加值系統

本研究係以渠槽試驗方式探討斜坡式固床工下游河床沖刷問題，並與傳統直立式固床工進行比較分析，從河床沖刷性狀建構斜坡式固床工對水流沖刷抑制之效果，包括最大沖刷坑深度、最大沖刷坑長度及沖刷坑體積削減率等方程式，可提供斜坡式固床工設計之參考，同時能量化其消能效率，具有實務上應用之依據。
根據水工試驗結果，可得到以下幾項特性：
1.斜坡式固床工斜坡面無任何加糙措施時(木板糙度約0.006)，下游河床面之沖刷坑規模較直立式固床工小，沖刷坑體積削減率為50％。
2.斜坡式固床工斜坡面上以突起礫石加糙後之糙度介於0.006∼0.015時，下游河床沖刷坑規模及體積削減率會因糙度增加而遞減；但當糙度超過0.015時，水流因斜坡面上突起礫石之阻滯作用，使水流經阻礙和摩擦作用而減緩流速達到消能效果，當斜坡面上礫石排列過密時，水位因受阻而壅高，增加水流勢能並提高下游河床沖刷力，沖刷坑規模會呈現不減反增的趨勢。
3.當糙度為0.015、斜坡面長度為1.5倍渠寬、渠槽坡度為0.5度時，相對於直立固床工的沖刷坑體積削減率平均可高達85％，故說明當河道構築斜坡式固床工後，能有效抑制河床沖刷坑規模之發展。

This research discusses the problem of inclined ground-sill downstream channel scouring with by using flume experiment and compares it with traditional ground-sills. Discussing the effect of inclined ground sill from the degree of river-bed scouring and setup experience equations for the largest sour hole, longest scour length and scour hole volume in comparison of erective ground-sills And use this information as the suggestion for future practical application.
According to the result of the test we can realize:
1.When there is no structure roughness setup on the inclined ground-sill wall (where the board manning n roughness is about 0.006), the scale of scour hole is smaller than the traditional erective ground-sill and can reduce scouring volume up to 50%.
2.When the incline ground-sill wall Manning n is between 0.006~0.015, the scale of downstream channel scour hole would decrease with the increase of roughness ; but when manning n exceed 0.015, due to the effect of increase sediment roughness on the inclined ground-sill wall, the water stage raises and increase the downstream scouring scale.
3.The result of this experiment show that: When manning n is 0.015, the length of inclined ground-sill slope is 1.5 times wide of the relative channel width, and the slope of flume is 0.5 degree, the scour volume decrease could reach 85% of the erective ground-sills in average. It explains the development of controlling the scale of river-bed scour after river course construct declined ground sill.

目 錄

謝誌 Ⅰ
中文摘要 Ⅱ
英文摘要 Ⅲ
目錄 Ⅳ
表目錄 Ⅶ
圖目錄 Ⅷ
符號說明 XⅢ
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究概述 4
第二章 文獻回顧 7
2.1 固床工理論 7
2.1.1 固床工定義 7
2.1.2 固床工形式及設計原則 7
2.1.3 固床工配置相關研究 9
2.2 河床阻力 12
2.2.1曼寧 值之研究
12
2.2.2床面阻力與阻力係數之研究 15
2.3 沖刷坑特性分析 17
2.4 綜合說明 22
第三章 研究方法 24
3.1 斜坡式固床工斜坡面糙度設計 25
3.2 沖刷坑相關定義與特性分析 25
3.2.1 名詞定義 25
3.2.2 沖刷坑特性分析 26
3.3 沖刷坑體積削減率 27
第四章 渠槽試驗 29
4.1 試驗內容 29
4.2 斜坡式固床工糙度試驗 30
4.2.1 固床工試體設計與製作 30
4.2.2 糙度試驗 32
4.3 固床工沖刷試驗 35
4.3.1 渠槽裝置 36
4.3.2 試驗方法與步驟 39
第五章 結果分析與討論 43
5.1 斜坡式固床工斜坡面糙度設計分析 43
5.1.1斜坡面糙度試驗結果分析 43
5.1.2斜坡面糙度與影響參數之分析 46
5.2固床工沖刷試驗結果分析 47
5.2.1 相對最大沖刷坑深度之比較分析 47
5.2.2 相對最大沖刷坑長度之比較分析 51
5.2.3 相對間距之比較分析 55
5.3 固床工設置後河床沿程沖刷變化 58
5.4 沖刷坑體積削減率與各參數間之關係 66
5.5 斜坡式固床工經驗方程式 70
5.6 案例應用 74
5.6.1 案例區域概況 75
5.6.2 現地資料分析 75
5.6.3 案例分析結果說明 77
第六章 結論與建議 78
6.1 結論 78
6.2 建議 80
參考文獻 81
附表 85

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