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研究生:謝家倫
研究生(外文):Jia-Lun Shie
論文名稱:植生護岸梯形渠道粗糙係數模式之建立
論文名稱(外文):Establishment of roughness coefficient model for the vegetated-revetment trapezoid channel
指導教授:楊紹洋楊紹洋引用關係
指導教授(外文):Shaw-Yang Yang
學位類別:碩士
校院名稱:萬能科技大學
系所名稱:工程科技研究所
學門:工程學門
學類:綜合工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2008
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:59
中文關鍵詞:渠槽試驗植生護岸粗糙係數因次分析多元迴歸分析
外文關鍵詞:Channel testVegetated revetmentManning’s coefficientDimension analysisMultiple regression analysis
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考慮植生梯形渠道的側岸坡度和護岸植生等條件,進行渠槽試驗設計,分析植生梯形渠道之水理特性。試驗數據分析結果顯示,相同流量(Q)和縱坡(S)下,植生護岸曼寧nw值隨著渠道側坡Sw增加先增後減而後再增大,於Sw = 10.4時,nw值達到最大;之後,nw值漸趨於一定值。相同流量下,nw值隨著縱坡增加而減小,且在較小流量時,縱坡對nw值的影響較大。相同縱坡下,nw值隨著流量增加而先減小後增大的趨勢;於S = 0.04時,nw值明顯地隨著流量增加而增大。且在較大縱坡時,nw值隨著流量變化較大。在渠道曼寧n值與縱坡之關係中,亦獲得相同趨勢的結果,但渠道n值較護岸nw值為低。由試驗數據線性迴歸分析得,nw = -0.0029NF2 - 0.0161NF + 0.0667和n = 0.0049NF2 - 0.0292NF + 0.0556,n - nw關係函數為n = 2.2544nw2 + 0.7825 nw - 0.0109。此迴歸函數有助於農田水利圳路工程實務上之應用。考慮生態渠道的水流特性和渠道特性等影響因子,藉由因次分析,將影響參數轉化為無因次參數,並利用SPSS軟體多元迴歸線性分析,求得粗糙係數與無因次參數的關係函數 和 。比較分離面積法估算值與迴歸模式計算值的粗糙係數,植生護岸nw值之相差百分比為-4.89 ~ 7.39 %,渠道n值之相差百分比為-5.29 ~ 6.39 %,此顯示迴歸模式可以適切解釋試驗數據。此迴歸函數有助於生態工程實務之應用,於已知梯形渠道水力條件下,將水流特性和渠道特性等因子代入此函數,即可推估得植生護岸和渠道等粗糙係數,可省去多次渠槽試驗之繁瑣,亦可提升生態圳路工程水理設計引用之便捷性。
Considering the channel slope and vegetated revetment, this research makes the according channel test and analyzes the hydraulic properties on trapezoid channel. The result analyzed from test data shows that Manning’s coefficient of vegetated revetment (nw) increases and then decreases with the channel slope (S) at the same flux (Q) and channel slope (Sw). The nw value is the largest at Sw = 10.4 and then approaches a constant value. Under the same flux, the nw value decreases with S. In addition, the smaller flux has a larger influence on the nw value. Under the same S, the nw value first decreases and then increases with Q. When S = 0.04, the nw value significantly increases with Q. In addition, the larger S has a larger influence on the nw value. The relations of Manning’s coefficient of channel (n) and S have the similar results for those of the nw value and S. However, the n value is smaller than that of the nw value. Applying the linear regression analyses, the relations of the Froude number (NF) and nw and n are given as nw = -0.0029NF2 - 0.0161NF + 0.0667 and n = 0.0049NF2 - 0.0292NF + 0.0556, respectively. In addition, the relation of n - nw is given as n = 2.2544nw2 + 0.7825 nw - 0.0109. The regression functions are helpful to design the practical application in a hydraulic engineering. The influence factors of the hydraulic and channel properties are considered on ecological channel. Applying the dimension analysis, the influence parameters can be changed to dimensionless parameters. The multiple regression analysis of the SPSS software are used to obtain the functions of Manning’s coefficient and dimensionless parameters and the final results are given as and . The percentage differences between the roughness coefficients obtained by the separation-area method and the multiple regression model are -4.89 ~ 7.39 % for the nw valve and -5.29 ~ 6.39 % for the n valve. The result shows that this model can appropriately interpret the test data. The regression functions are helpful to design the practical application in ecological engineering. Under the known of hydraulic conditions for trapezoid channel, these functions can be used to estimate effectively the roughness coefficients of the vegetated revetment and channel on trapezoid channel. In addition, it can promote conveniently the hydraulic design of ecological engineering.
摘要 ii
ABSTRAC iii
致 謝 v
目 錄 vii
表目錄 ix
圖目錄 x
一、 緒 論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的及方法 1
二、 文獻回顧 3
2.1 曼寧n值估算之研究 3
2.2 多元迴歸分析驗證模式之研究 7
2.3 重要參考文獻之引用 11
三、 試驗設計及試驗方法 12
3.1 渠槽試驗設計 12
3.1.1 試驗設備及試驗材料 12
3.1.2 試驗佈置及試驗條件 13
3.2 梯形渠道粗糙係數之估算 16
3.3 迴歸分析概述 17
3.4 迴歸分析檢定 18
3.4.1 共線性分析 20
3.4.2 殘差項常態性和獨立性檢定 20
3.4.3 多元迴歸分析的顯著性檢定 21
3.4.3.1 t檢定 21
3.4.3.2 F檢定 21
3.4.3.3 判定係數 22
3.5 因次分析 22
四、 試驗結果與數據分析 24
4.1 粗糙係數與渠道側坡Sw值之關係 24
4.2 粗糙係數與福祿數NF之關係 29
4.3 渠道平均n值與植生護岸nw值之關係 30
五、 多元迴歸驗證模式之建立 31
5.1 植生護岸nw值模式 31
5.2 渠道n值模式 35
5.3 試驗粗糙係數與迴歸模式之比較 39
六、 結論與建議 41
6.1 結 論 41
6.2 建 議 42
參考文獻 43
作者簡介 47
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1. 34. 吳朱華、陳益三,「水庫水質模式建立-以南化水庫為例」,化工,第53卷第4期,110-119 (2006)。
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