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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:陳承志
研究生(外文):Chen, Cheng-zhi
論文名稱:即時河川流量量測系統建置之研究
論文名稱(外文):A Study of Real Time Technique for River Flow Measurement
指導教授:方惠民方惠民引用關係
指導教授(外文):Fang, Hui-Ming
口試委員:蕭松山江允智
口試委員(外文):Hsiao, Sung-ShanChiang, Yun-Chih
口試日期:2016-01-23
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:2016
畢業學年度:104
語文別:中文
論文頁數:50
中文關鍵詞:河川流量漂浮球雲端平台ADCP修正係數
外文關鍵詞:dischargesbuoycloud platformADCPcorrection coefficient
相關次數:
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河川流量實測紀錄為水資源工程及防洪工程規劃、水利設施設計及洪水預警的重要資訊。河川流量之推估,一般係藉由量測河川流速及河川通水斷面計算來推得。針對河川流量量測上的問題,本研究設計河渠型流速量測漂浮球進行表面流速量測,並於桃園龍潭石門大圳河渠進行定位裝置精度驗證及接收訊號的測試、球體穩定性的測試。河渠流速量測試驗,即利用漂浮球的定位傳輸裝置透過網路即時傳送浮球定位資訊至雲端平台以計算表面流速。進行漂浮球流速量測試驗之同時,另以聲波都普勒流速儀(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP)量測渠道垂直剖面速度分布據以推表面流速與平均流速的關係。本研究河渠流速量測裝置實驗所架構的雲端平台,可輸入或即時接受水位資訊,再透過系統平台預先輸入河渠斷面資料,即可計算通水斷面積計算流量,最後求得水位與流量的關係。本研究實驗成果顯示,石門大圳的表面與平均流速之修正係數C=0.947,浮球推估流量與ADCP量測流量的誤差小於6 %。
An important information for hydraulic engineering are discharge records, flood protection engineering programming, hydraulic equipment design, and flood warning system. It is generally to estimate the river discharge by measuring river velocity and water area. Aiming for the difficult of discharge monitoring, this research observation surface flow velocity which used a flow measurement buoy of river, it had been tested the precision of locating device, stability of buoy and function of signal received at Shih-Men Main Canal Scheme, Longtan dist, Taoyuan city.
In the river channel flow velocity experiment, we used buoy location transmission device to transmit location data to cloud platform, which can computing surface velocity. At the same time, we use the ADCP to measure the river channel velocity distribution in profile, and use this two data to find the relationship between the surface flow velocity and average flow velocity.
The cloud platform for a flow measurement system which can input real time water level information and vertical section information, and automatic calculate the water area, it will be computing the discharges. At last we can find the relationship between discharges and water level.
The result of this experiment shown that the correction coefficient of surface and average velocity is C=0.947 at Shih-Men Main Canal Scheme, Longtan dist, Taoyuan city, and error is less than 6% between the discharge estimated by buoy and the actual discharge which measure by ADCP.

中文摘要 II
Abstract III
目錄 IV
表目錄 VI
圖目錄 VII
第一章 前言 1
1-1 研究動機與目的 1
1-2 文獻回顧 2
1-3 研究內容與架構 5
第二章 量測系統規劃設計 7
2-1 系統架構 7
2-2 儀器設備 8
2-2-1 小型工業電腦 8
2-2-2 衛星定位訊號接收裝置 9
2-2-3 網路傳輸裝置 11
2-2-4 即時水位量測儀器 12
2-2-5 聲波都普勒剖面流速儀 13
2-3 雲端資料庫系統 15
2-3-1 雲端資料庫服務 15
2-3-2 雲端資料庫架構 17
第三章 預備試驗 18
3-1 定位裝置精度測試 18
3-2 浮球穩定性測試 21
第四章 即時河川流量量測系統實驗 29
4-1 河渠流量推估方法 29
4-2 實驗規劃 30
4-2-1 河渠斷面量測 31
4-2-2 即時水位量測 35
4-2-3 河渠流量量測 36
4-3 實驗成果 41
第五章 結論與未來研究方向 44
5-1 結論 44
5-2 未來研究方向 44
參考文獻 46

1. 許國榮、曾若玄(1996),「利用ARGOS/GPS浮標觀測沿岸流況與水平擴散」,第18屆海洋工程研討會論文集,第417-427頁。
2. 邱永芳、翁文凱、蕭松山、蘇志文(1997),「GPS應用於近岸流場量測之初步探討」,第19屆海洋工程研討會論文集,第496-503頁。
3. 翁文凱、蕭松山、邱永芳、吳帥賢、鄭育民(1999),「DGPS應用於近岸海域流場量測之研究」,第21屆海洋工程研討會論文集,第33-39頁。
4. 賴泉基、呂珍謀、許毅然(2000),「高效率流量測量示範站之建置運作(1/2)」,經濟部水資源局計畫成果報告。
5. 賴泉基、李明靜(2001),「洪水期河川流量遙測方法研究(III)」,行政院國家科學委員會專題研究計畫成果報告。
6. 盧昭堯、王傳益(2002),「河川流量新量測技術之研發(II)」,經濟部水利署計畫成果報告。
7. 鄭皆達、洪浚格、吳輝龍、王傳益(2003),「新式流量量測技術之應用」,中華水土保持學報,第35卷,第4期,第379-392頁。
8. 李明靜(2003),「河川表面流速與流量非接觸式量測方法之發展及應用」國立成功大學水利及海洋工程研究所博士學位論文。
9. 經濟部水利署水利規劃試驗所(2004),「自記水位-流量站之設立觀測(外轆排水)」。
10. 連惠邦、許盈松(2004),逢甲大學營建及防災研究中心(2004),「自記水位流量站之設立、觀測分析研究」,經濟部水利署水利規劃試驗所。
11. 經濟部水利署(2005),「河川流量量測技革新研究計畫」。
12. 楊孝忠(2006),「杜普勒流速儀在高流量觀測上之應用」,國立台北科技大學土木及防災研究所碩士學位論文。
13. 許盈松、周湘俊、曾鈞敏(2006),「天然河川水位-流量率定曲線分類研究」,中華水土保持學報,第37卷,第3期。
14. 陳彥璋、郭振泰、楊翰宗、游勝任、楊孝忠(2007),「高水位時期河川流量觀測」,臺灣水利,第55卷,第4期,第21-33頁。
15. 許盈松、蔡俊鋒、周湘俊、賴建信(2007),「旋杯式與旋槳式流速儀觀測特性分析研究」,中華水土保持學報,第38卷,第2期。
16. 郭庭鳴(2008),「以指標流速法推估感潮河段流量」,國立台北科技大學土木與防災研究所碩士學位論文。
17. 張汶璟(2008),「南勢溪攬勝橋之流量觀測方法的建立」,國立台北科技大學土木與防災研究所碩士學位論文。
18. 朱木壽(2010),「渠道高流量非接觸式量測及其準確度之研究」,國立成功大學水利及海洋工程研究所博士學位論文。
19. 陳柏志(2010),「淡水河系感潮河段全潮流量量測」,臺北科技大學土木與防災研究所碩士學位論文。
20. 第四河川局(2010),「水文流量測驗標準作業程序」。
21. 林穎志、朱木壽、詹勳全、高昇敬、呂珍謀(2011),「利用實測表面流速推估高流量之研究」,中華水土保持學報,第42期,第1卷,第23-36頁。
22. 張智威(2012),「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」,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士學位論文。
23. 王昭賢(2012),「影像分析於河川流速之應用」,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士學位論文。
24. 楊翰宗、江介倫、陳彥璋(2012),「河川於淺水流時流速儀涉水量測流量之研究」,農工學報,第58卷,第4期,第23-32頁。
25. 謝文仁(2012),「河川表面流速與平均流速之現場試驗研究-以曾文溪中下游流量站為例」,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士在職專班學位論文。
26. 柯宗緯(2013),「應用ADCP觀測曾文溪高流量特性之研究」,國立成功大學水利及海洋工程學系碩士在職專班學位論文。
27. 李佳鴻(2013),「現地河川流速之拖曳繩錘量測法」,國立中央大學土木工程學系碩士學位論文。
28. 邱燕震(2014),「即時河川流速量測方法之研究」,國立台灣海洋大學河海工程學系碩士學位論文
29. 方惠民、賴澄燦、江允智、王星宇、曾俊彬、蕭松山,(2014),「即時河川流速量測方法之初探」,第16屆水下技術研討會暨科技部成果發表會論文集,第399-404頁。

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