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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:張智威
研究生(外文):Chih-WeiChang
論文名稱:應用ADCP於量測天然河川流速分布之研究-以曾文溪流量站為例
論文名稱(外文):The study of velocity distribution measurement by using ADCP for natural river - a case study on Zengwun discharge gauging station
指導教授:呂珍謀呂珍謀引用關係
指導教授(外文):Chen-Mou Lu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:水利及海洋工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:河海工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:81
中文關鍵詞:聲波都普勒流速儀表面流速平均流速
外文關鍵詞:ADCPsurface velocitymean velocity
相關次數:
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高流量資料為河川防洪工程設計之重要依據,現行國內各水利單位在渠道流量觀測作業上,主要係利用普萊氏流速儀與鉛魚進行流速與水深的量測,然颱洪期間於天然河川以人力操作普萊氏執行大斷面河川量測作業頗為費時費力,且增加人員及儀器的風險。
本論文主要探討新式水文量測儀器聲波都普勒流速儀ADCP及手持式ADV在天然河川上量測之效用,並將儀器應用在曾文溪流域內五個水位站之現地流量觀測分析結果與河川局以普萊氏流速儀實測結果作比較,結果顯示在中低流量時,兩種新式儀器量測之流速與流量皆與普萊氏流速儀測得之結果相當吻合。為確認ADCP在高流量觀測上的準確度,故本研究在南瑪督颱風期間於新中站利用ADCP進行一次全洪程觀測,結果顯示當水位低於8公尺以下,ADCP所測得之流量與率定曲線推求之流量相當吻合,水位高於8公尺則大於率定曲線推求之流量,顯示率定曲線推計高流量有改進空間。最後本文將曾文溪各站表面流速與水深之實測資料與對數律與冪次律推導之公式進行比較,並且找出各水位站之表面流速與平均流速之比值,並利用對數律與各水位站測得之流速剖面進行分析比較。
High flow data is one of the most important information for river flood control and water management. WRA still use Price meter to measure river velocity today, but it’s difficult and dangerous to measure velocity and discharge during typhoon and storm seasons. Therefore, ADCP is an alternate flow meters for high discharge measurement.
This study use ADCP and ADV to measure velocity and discharge on five gauging stations in Zengwun river. The results show that the data are close to the data which measured by Price meter. In order to test the accuracy of high flow measurement, we also measure the high discharge during typhoon Nanmadl by ADCP.
The study also compare the velocity and depth measured on five gauing stations with logarithmic-law and power-law formula, and fine the ratio of mean velocity to surface velocity for each gauing station.

摘要 1
Abstract 2
誌謝 3
目錄 4
表目錄 5
圖目錄 6
第一章 緒論 9
1-1前言 9
1-2研究目的 9
1-3本文架構 10
第二章 都普勒流速儀工作原理及流量計算方法 12
2-1 都普勒原理簡介 12
2-2聲波都普勒流速剖面儀介紹 13
2-3 流量測定方法 - 中斷面法 16
2-4 表面流速與平均流速關係探討 17
第三章 現地試驗 23
3-1 流量觀測地點之選擇 23
3-2流速觀測儀器簡介 24
3-3 ADCP之驗證 34
3-4觀測儀器架設平臺 37
3-3 流量觀測流程 39
3-4 現地流量觀測 41
3-5 量測結果分析探討 43
3-6 全洪程流量觀測 49
第四章 結果與討論 57
4-1 表面流速與平均流速 57
4-2 流速剖面分析比較 71
第五章 結論與建議 78
5-1結論 78
5-2建議 79
參考文獻 80

1. 李明靜,賴泉基 (2000),「由水面流速分布推定河川斷面水深及流量之研究」,中國土木水利工程學刊,第十二卷,第四期,第777 頁至783 頁。
2. 李明靜,賴泉基,由水面流速分佈推定河川斷面水深及流量之研究,土木水利工程學刊,2000。第十二卷第四期。
3. 許盈松等(2004),「水位流量觀測資料不確定度及率定曲線分析研究(2/2)」,逢甲大學,經濟部水利署。
4. 許盈松等(2005),「河川流量量測技術革新研究計畫」,逢甲大學,經濟部水利署。
5. 陳彥璋等(2007),「高水位時期河川流量觀測」,台灣水利,第55卷,第4期。
6. 惠民實業股份有限公司(2009),「98年度第六河川局轄區水文測站流量量測」,經濟部水利署。
7. 惠民實業股份有限公司(2010),「99年度第六河川局轄區水文測站流量量測」,經濟部水利署。
8. 黃偉哲,成功大學水利所論文,「水流通過透水式橋墩保護工之流況分析」,民國91年6月。
9. 盧召堯 (1997),「台灣河川流量觀測技術之開發與應用」,國立中興大學土木工程學系,台灣省水利處。
10. 賴泉基,洪水期河川流量遙測方法研究(I)(II)(NSC-88-2218-E-006-035) (NSC-89-2211-E-006-069) ,國科會研究報告1998,1999。
11. Chen, C. L., (1991), Unified theory on Power law for Flow resistance, Journal of Hydraulic. Engineering, Vol. 117, No. 3, pp. 371-389.
12. http://nexsens.com/products/sontek_xr-3000.htm
13. J.-Y. Lu, C-Y Wang and C.-C. Su, (2008), Discharge Measurement of Rapid Streamflow Using an Acoustic Doppler rofiler, Experimental Techniques, Volume 22, Issue 6.
14. Polatel, C., (2006), Large-scale roughness effect on free-surface and bulk flow characteristics in open-channel flows, Ph. D. thesis, Civil and Environmental Engineering, University of Iowa, U.S.A
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