臺灣博碩士論文加值系統

為因應極端氣候引致之日益嚴重的水庫淤積問題，近年來台灣已投入大量研究經費，積極尋找解決對策。但目前每年之水庫清淤量(約450萬立方公尺)仍遠少於土砂入庫淤積量(約1800萬立方公尺)，更應積極研擬可達大量清淤目的之有效做法。
本研究建議利用高壓水刀切削的方式，有計畫地在淤泥中以水刀切出孔洞或槽溝，於庫底淤泥層製造大型邊坡滑動，將水庫淤泥往排砂隧道口驅趕，再配合颱風洩洪作業將大量的淤泥排出庫區。為探討上述庫底排淤構想之可行性，本研究先以數值分析方式探討水力鑽孔引誘水庫淤泥產生滑動之機制，研究重點在於如何利用事先切削之槽溝(包括槽溝之位置、尺寸和數量等因子)，於洩洪排砂期間引發淤泥層連續滑坡之動作，將距排砂隧道口較遠之淤泥，推向排砂隧道排出庫區，以有效地提升排砂隧道之排砂量和排砂範圍。

Recently, the rapidly increasing amount of in-flow sediment to the reservoir behind the dam has become a serious issue for the dam operation authority in Taiwan. Large effort has been made to find out effective ways to remove the sediment from the reservoir and to allow more reservoir volume for water in case of extreme weather condition. Despite all the efforts, the sediment volume removed annually from the reservoir (~4.5 million m3 per year) is by far less than the in-flow volume of sediment (~ 18 million m3 per year). The water storage capacity of reservoirs is decreasing every year. More effort is needed.
This research is to propose a method to create a group of jet cutting trenches in the sediment by high pressure water jetting. The layout of trenches is designed to trigger a chain-reaction type underwater landslide in the sediment. The sediment loosen by landslide will be brought out of the reservoir through the sediment discharge tunnel while discharging the excess water from reservoir during typhoon. To study the feasibility of the proposed method, a series of numerical studies was carried out in this research. The parameters studied include the location, dimension, and amount of pre-cut trenches in the sediment layer. Once the landslide is initiated, it will be followed by a chain reaction of continous landslides. It can help moving a large quantity of sediment toward the sediment discharge tunnel and hence increasing the efficiency and effectiveness of removing sediment from the reservoir.

中文摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iii
目錄 iv
圖目錄 vii
表目錄 xi
第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 1
1.3 研究內容 3
第二章 文獻回顧 4
2.1 國內水庫概述 4
2.2 台灣水庫淤積狀況 7
2.2.1 各大水庫淤積現況 7
2.2.2 水庫淤積特性 11
2.3 國內水庫淤泥特性 13
2.4 國內外水庫排砂清淤技術 16
2.5 邊坡穩定分析方法 26
2.5.1 極限平衡法（Limit Equilibrium Method） 26
2.5.2 極限分析法（Limit Analysis Method） 30
2.5.3 變形分析法（Deformation Analysis Method） 31
2.6 二重管高壓噴射灌漿工法 37
第三章 數值分析方法與分析模式 41
3.1 FLAC3D之基本理論架構 41
3.1.1 FLAC3D之數學模式 41
3.1.2 FLAC3D之數值方法 43
3.2 FLAC3D之組合律模式 44
3.2.1 FLAC3D組合律模式之種類 44
3.3 FLAC3D之計算程序 46
3.3.1 FLAC3D運算步驟 46
3.3.2 FLAC3D之不平衡力 47
3.4 FLAC3D之操作 48
3.4.1 FLAC3D之基本術語 48
3.4.2 FLAC3D之符號規定 49
3.4.3 FLAC3D之單位系統 50
3.4.4 FLAC3D之基本分析步驟 51
3.5 STABL之基本理論架構 54
3.6 STABL分析邊坡穩定說明 56
第四章 水中淤泥邊坡數值分析 57
4.1 基本資料 57
4.1.1 曾文溪流域概況 57
4.1.2 曾文水庫概概況 57
4.2 曾文水庫淤積現況 58
4.2.1 淤積情況概述 58
4.2.2 淤泥特性 60
4.3 曾文水庫排淤規畫 64
4.3.1 曾文水庫庫區防淤排砂工程 65
4.4 FLAC分析水中淤泥邊坡 72
4.4.1 初始分析條件設定 72
4.4.2 水力鑽孔數值模擬 74
4.4.3 排淤隧道開啟後對淤泥之影響 74
4.4.4 施作水力鑽孔對淤泥邊坡之影響 75
4.5 STABL分析水中淤泥邊坡 82
4.6 FLAC分析與STABL分析結果與比較 88
4.7 連續滑坡模擬 89
第五章 結論與建議 105
5.1 結論 105
5.2 建議 106
參考文獻 108

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