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研究生:林欣怡
研究生(外文):Hsin-Yi Lin
論文名稱:防砂壩移除對河床變遷影響之研究-以巴陵壩為例
論文名稱(外文):The Influence to Channel Transition of Dam Removal:A Case Study of Baling Dam
指導教授:李鴻源李鴻源引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣大學
系所名稱:土木工程學研究所
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:2008
畢業學年度:97
語文別:中文
論文頁數:91
中文關鍵詞:巴陵壩壩體移除河床穩定性指標棲地適合度指數
外文關鍵詞:Baling damdam removalriverbed stability indexhabitat suitability index (HSI)
相關次數:
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近年來基於結構安全與環境生態等考量,壩體移除開始成為熱門的議題,在國外已有許多利用拆壩而成功復育河川生態的經驗,在台灣,則仍屬於新興先導型研究。而在民國96年9月18日大漢溪巴陵壩發生潰壩事件,提供了一個極為難得之研究素材,因此,本研究擬定巴陵壩上、下游各5公里之研究範圍進行動床輸砂演算模擬,採用擬似二維水理輸砂演算模式NETSTARS模式,並根據模擬結果探討壩體移除後對河床變遷以及魚類棲地之影響。
另以動床模擬結果計算河床穩定性指標(K),發現巴陵壩潰壩(可視為壩體一次拆除)2年後河床可達到穩定平衡,若將壩體分兩次拆除,則河床約4年可達到穩定平衡狀態,且後者達到平衡之K值較大,表示其河床較前者更為穩定。不論採用何種拆壩方案,河床最終達到平衡狀態的K值約介於(1.4∼2)x104。
另外,二次拆除的間隔時間長短並非是造成日後河床演變差異的主要原因,而是拆除間隔期間是否有發生颱洪事件,故建議在工程實務上,儘量選擇在枯水期時進行壩體分次拆除作業。
本研究透過統計檢定分析探討拆壩對於魚類棲地造成之變化,不論潰壩前亦或是潰壩後以及假設壩體分兩次拆除的情形下,鯉科、鰕虎科、平鰭鰍科之魚類棲地適合度指數(HSI)皆無明顯的變化。但可以確定的是,在壩體拆除後,魚群便能順利洄游以及擴大其生存棲息的環境,避免近親交配帶來之危險,故在壩體移除之後,要如何進行棲地改善或是棲地重建,以營造出適合魚類生存的棲地環境,係未來研究的重要方向。
Based on structure safety and environmental & ecological consideration, dam removal becomes a hot public topic in recent years. And there are many practical experiences of dam removal in the world. In Taiwan, this is still a new issue to hydraulic research. However, in 18 September 2007, Baling dam in Tahen River was broken suddenly in the afternoon. This event provides a great chance to understand dam removal. So, this study will execute mobile-bed sediment transport numerical calculation and simulation to the upper and below 5 km of Baling dam and use NETSTARS which is a quasi-two-dimensional model to study the effect to riverbed and fish habitat after dam removal.
After finishing upper numerical calculation and simulation, this study can get a riverbed stability index (K). Also it found that if Baling dam broke (it seems like removing it once for all), the riverbed takes 2 years to reach stable and balance status; but under the assumption of removing the dam for two steps, it takes 4 years. And when we remove the dam for two steps, its K-value is larger than we remove it one for all. In the end, this study finds that no matter how we remove the dam, K-value is always between (1.4∼2)x104.
Besides, this study can know that different time-interval of removing the dam is not the major reason to cause the different riverbed variation. Actually, the most important factor is that if there’s a flood in the middle of 2 dam-removing steps. Therefore, to engineering practice, it’s better to choose drought period to remove the dam.
In this research, this study also uses statistic test analysis to find the effect to fish habitat after removing dam. No matter it’s before dam-breaking, after dam-breaking, or we remove it for two steps, there is no obvious effect to Habitat Suitability Index (HSI) of Cyprinidae, Gobiidae, and Homalopteridae. But one thing is sure that after dam removal, the habitat and migration area of fish will increase. Also they can avoid the crisis of incest breeding. So, how to amend the habitat and create an environment that is suitable to fish is the first priority work in the future.
摘要 i
Abstract ii
目 錄 iii
圖目錄 v
表目錄 vii
第一章 緒論 1
1.1研究緣起 1
1.2研究動機與目的 2
1.3研究區域簡介 2
1.3.1大漢溪流域概述 3
1.3.2巴陵防砂壩簡介 4
1.4研究架構 9
第二章 文獻回顧 11
2.1拆壩與河床穩定性相關研究 11
2.1.1國內、外拆壩案例 11
2.1.2拆壩之河床變遷相關研究 16
2.1.3河床穩定性相關研究 20
2.2橫向水工結構物與棲地變化研究 23
2.2.1魚類棲地之研究 23
2.2.2防砂壩對棲地及生態之影響 25
第三章 研究方法 30
3.1擬似二維水理輸砂演算模式簡介 30
3.1.1水理模擬 30
3.1.2輸砂理論 32
3.1.3模式邊界條件 33
3.1.4模式輸出 34
3.2河床穩定性指標 34
3.3魚類棲地適合度指數 35
3.3.1標的物種之選定 35
3.3.2魚類適合度曲線(HSC) 37
3.3.3魚類棲地適合度指數(HSI) 38
第四章 NETSTARS模式之率定驗證 40
4.1參數設定 40
4.2率定驗證結果 45
第五章 結果分析與討論 53
5.1巴陵壩潰壩後動床模擬結果與分析 53
5.1.1河床演變 53
5.1.2魚類棲地變化 59
5.2壩體分兩次拆除動床模擬結果與分析 63
5.2.1河床演變 63
5.2.2魚類棲地變化 68
5.3綜合討論 70
5.3.1兩種拆法比較 70
5.3.2二次拆除的時間間距探討 72
5.3.3魚類適合度指數變化 75
第六章 結論與建議 81
6.1結論 81
6.2建議 83
參 考 文 獻 85
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