臺灣博碩士論文加值系統

一般閘門出口減淤多採用工程方法，但少有針對水門操作過程對下游流場變化情況之研究，許清河(2012)探討閘門與翼牆交角以及多道閘門操作順序對流場之影響，惟實務上，河川與排水匯流多非垂直相交，故本文進一步探討主支流角度與多道閘門操作順序，對閘門出口下游流場影響變化，期能對閘門出口淤積改善工法有所助益。本文以數值模擬的方式探討具有多道閘門之水門操作對下游流場之影響，分析項目包括操作開啟過程水門附近之流場與底床剪力分佈，數值模擬獲得之成果包括：開啟過程水門附近之流場與底床剪力隨時間的變化，提出妥善利用開啟閘門之時機，對於閘門出口流場改善與淤砂減少之建議。
數值模式分析之流場顯示：水流迴流區與河道高底床剪力區域之範圍，將隨閘門角度及操作方式不同，而有所改變。當閘門角度越小時，迴流區範圍越小；先開啟中間閘門再開啟兩側閘門之操作方式將比一次全開之水門操作方式，產生較大之渠床剪應力。
根據模擬結果本研究提出閘門設計與操作方式之建議。閘門與河道交角較小將有利於閘門減淤；中間水門開啟再開啟兩側之操作方式在閘門減淤面向上優於水門一次開啟之操作方式。

Approaches of engineering are common ways for reducing deposition of gate outlet. Therefore, study on the variations in flow fields at downstream of the gate outlet to watergate operations is rare. Hsu(2012) examines the effect of angle between gate and windwalls and multi-gates operations on flow fields at downstream of the outlet. But in practice, most rivers are not perpendicular to their drainage convergences. Therefore, the paper performed further studies on the effect of angle between mainstream and affluent of river and multi-gates operations on variations in flow fields at downstream of the gate outlet. The studies would be helpful to improve the construction methods for reducing deposition of gate outlet. Numerical simulations were applied to examine the effect of multi-gates operations of watergate on flow fields at downstream of the gate outlet and analyze the distributions of flow fields and bed shear stress around opening multi-gates. The results of numerical simulations which include the variations in distributions of flow fields and bed shear stress around opening multi-gates with time provided advices for flow fields improvement and deposition reduction at gate outlet by effectively timing the opening of multi-gates.
The flow fields in the numerical analysis shows that the area of recirculation zone and high bed shear stress varies with gate angle and operation mode. The area of recirculation zone decreases when the gate angle decreases; opening the middle gate before opening the other gates at the same time produces larger bed shear stress than opening all gates at the same time.
With the simulation results, this paper presents the advices for gate design and operation. Smaller angle between gate and river channel is favorable for gate deposition reduction. Opening the middle gate before opening the other gates at the same time does better than opening all gates at the same time in gate deposition reduction.

中文摘要 I
ABSTRACT II
誌謝 IV
目錄 V
圖目錄 VII
表目錄 X
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的 1
1-3 研究方法 2
1-4 本文架構 2
第二章 文獻回顧 4
2-1 閘門分類 4
2-2閘門改良 13
2-3 閘門管理 18
2-4 水門操作 22
2-5 閘門出口淤積 24
2-6 小結 28
第三章 分析方法 30
3-1 水理數值模式維度選擇 30
3-2 二維水理模式 31
3-3 CCHE-2D模式理論 39
3-4 CCHE-2D模式代表案例 43
第四章 分析過程與結果討論 46
4-1 分析方案 46
4-2 分析條件 49
4-3 流場分析結果 51
4-4 底床剪力分佈分析結果 60
第五章 結論與建議 69
5-1 結論 69
5-2 建議 70
參考文獻 71
附錄A 不同時刻流場模擬結果
附錄B 不同時刻底床剪力模擬結果
附錄C CCHE2D原始技術文件

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