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研究生:馬雅馨
研究生(外文):Ya-Hsin Ma
論文名稱:淡水第二漁港波流場與漂砂模擬計算之研究
論文名稱(外文):The Numerical Model of Wave Current and Sediment Transport Near Tamshi Fisher’s Wharf
指導教授:楊文衡楊文衡引用關係岳景雲
指導教授(外文):Wen-Hen YangChing-Yun Yueh
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺灣海洋大學
系所名稱:河海工程學系
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:2013
畢業學年度:101
語文別:中文
論文頁數:112
中文關鍵詞:漂砂逐時數值模擬淡水第二漁港
外文關鍵詞:sediment transporttime series datanumerical simulationTamshi Fisher’s Wharf
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本研究目的乃針對潮汐、風速、與波浪作用下之近岸波流場對淡水第二漁港造成之漂砂侵淤情形之逐時數值模擬。以往研究邊界條件通常採用單一月份之平均值作為計算的邊界條件,為求研究更接近真實情況,本研究以2009年及2010年港灣研究中心發佈之波浪逐時資料作為逐時條件,並加入風速逐時資料,三個月為一模擬時間進行冬季和夏季之模擬研究,探討淡水第二漁港海域的漂砂變化。
本研究數值模擬為利用由丹麥水利試驗所發展之MIKE21數值模式,代入蒐集到的海域逐時背景資料,建立海域之水動力模式與近岸風波浪模式,推算海域流場之流速、流向與波場之波高、週期,再配合所蒐集的海底底質特性,利用漂砂傳輸模式,即可模擬出海域漂砂輸送能力。
與楊等(2012)模擬結果相比,加入逐時波浪與風力後,漂砂影響範圍不再集中於淡水第二漁港出入口附近。冬、夏季的侵淤情況有明顯的分別,冬季漂砂傳輸活動旺盛以侵蝕為主,夏季漂砂傳輸趨緩以淤積為主。漁港內與南邊界因流速和波浪甚小有少量的漂砂淤積,此外沿著淡水第二漁港都有明顯的漂砂沉積,尤其以漁港西堤外的北側是漂砂聚集的重點部分。

關鍵詞:漂砂、數值模擬、逐時、淡水第二漁港。

ABSTRACT
The purpose of this study is to simulate the sediment transport near Tamshi Fisher’s Wharf under the influence of tide, wind and wave effect. Previous studies usually used the mean value boundary condition for computation. However in order to make the simulation closer to the real data ,this study applies time observation series data of wave and wind as boundary condition. These observation data collect from ”Oceanographical Observation Data-Annual Report 2009” and “2010” ,which were published from HARBOR &; MARINE TECHNOLOGY CENTER. This study extends simulation period from one month to three months.
This study uses MIKE 21 numerical model, which consists of hydrodynamic module, nearshore spectral wind-wave module and sediment transport module. The wave, current and sediment transport field are calculated and compare with field data.
These results show that the sediment transport field are active and sand erosion take place in winter, and opposite in summer. Lower flow velocity and smaller wave cause small amount of sand deposition on port and the south boundary in M3 domain. And in addition, the sand gathers along with the sea side of Tamshi Fisher’s Wharf ’s jetty especially at the sea side of the west jetty.

Keywords:sediment transport, numerical simulation, time series data, Tamshi Fisher’s Wharf

目次
摘要 I
ABSTRACT I
符號說明 IX
第一章 緖論 I
1-1研究動機與目的 I
1-2研究方法 I
1-2-1基本資料之蒐集 I
1-2-2數值模式 I
第二章 觀測資料 III
2-1風力部分 III
2-2潮汐部分 III
2-3波浪部分 IV
第三章 模式理論 5
3-1水動力模式 5
3-1-1控制方程式 5
3-1-2數值方法 7
3-2近岸風波浪模式 14
3-2-1控制方程式 14
3-2-2數值方法 16
3-3漂砂傳輸模式 17
3-3-1控制方程式 17
3-3-2數值方法 19
第四章 模式之建立與模擬 21
4-1模式之建立 21
4-2模式計算區域 21
4-3模式之邊界條件 25
4-3-1水動力模式之邊界條件 25
4-3-2近岸風波浪模式之邊界條件 29
4-3-3漂砂傳輸模式之邊界條件 30
4-4計算模式參數之選定 31
4-4-1水動力模式之參數 31
4-4-2近岸風波浪模式之參數 32
4-4-3漂砂傳輸模式之參數 34
第五章 模擬結果分析 35
5-1模擬流程 35
5-2 M1、M2區域模擬結果 36
5-2-1 M1二維水動力模式模擬結果 36
5-2-2 M2二維水動力模式模擬結果 47
5-3 M3區域模擬結果 66
5-3-1 近岸風波浪模式模擬結果 66
5-3-2 M3二維水動力模式模擬結果 77
5-3-3漂砂傳輸模式模擬結果 88
第六章 結論與建議 95
6-1結論 95
6-2建議 95
參考文獻 97

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2. Coastal Engineering Research Center, Coastal Engineering Manual Online. U.S. Army, Corps of Engineers, Coastal Engineering Research Center. Part II pp. 1-88 (2012).
3. Danish Hydraulic Institute,“MIKE 21 Hydrodynamic Module User’s Guide and Reference”,1992
4. Danish Hydraulic Institute,“MIKE 21 Nearshore Spectral Wind-Wave Module User’s Guide”,2005
5. Danish Hydraulic Institute,“MIKE 21 Non-Cohesive Sediment Transport Module User’s Guide”,2003
6. Richtmeyer, R.D. and Morton, K.W., Difference Methods for Initial Value Problems, 2nd Ed., Interscience,New York, 1967.
7. Smagorinsky, J., “General Circulation Experiments with the Primitive Equations”, Monthly Weather Review, vol.91-164, 1963.
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9. 交通部運輸研究所(2004),『台北港(92-94年)海岸漂沙調查及海氣象及地形變遷監測作業』。
10. 交通部運輸研究所(2009),『2009年港灣海氣地象觀測資料年報-波浪部份』
11. 交通部運輸研究所(2009),『2009年港灣海氣地象觀測資料年報-風力部份』
12. 交通部運輸研究所(2009),『2009年港灣海氣地象觀測資料年報-海流部份』
13. 交通部運輸研究所(2009),『2009年港灣海氣地象觀測資料年報-潮汐部份』
14. 交通部運輸研究所(2010),『2010年港灣海氣地象觀測資料年報-波浪部份』
15. 交通部運輸研究所(2010),『2010年港灣海氣地象觀測資料年報-風力部份』
16. 交通部運輸研究所(2010),『2010年港灣海氣地象觀測資料年報-海流部份』
17. 交通部運輸研究所(2010),『2010年港灣海氣地象觀測資料年報-潮汐部份』
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19. 袁瑜鎂(2008),『基隆港港區底泥外海海拋之研究』,國立台灣海洋大學碩士論文。
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21. 簡伶宇(2009),『萬里瑪鋉溪近岸地形變遷之數值模擬研究』,國立台灣海洋大學碩士論文。

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