本研究主要探討不同幾何形狀之封閉式防砂壩受土石流衝擊時之受力情況及囚砂效率，藉由改變上游水頭箱蓄水高度、渠道坡度及壩面形狀三種條件，利用數值方法探討土石流在壩前之流場及力學特性，其分析結果期能實際應用於現場土石流防治上。
本研究利用Flow-3D計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，CFD)軟體，以含砂流體衝擊壩體的方式模擬土石流對不同幾何形狀之壩體衝擊力，並藉由流體溢流時夾帶粒子之特性來分析不同條件下三種壩體之囚砂率，並配合壩前之流況圖及流場圖來分析土石流撞擊壩體時之壩前運動行為。
由模擬結果顯示，三種壩體在低流量時(蓄水高度10公分)，因接近流速較慢，動量改變量較小，土石流對壩體所造成之受力峰值皆不明顯；在中高流量(蓄水高度20公分與30公分)時，接近流速較快，動量改變量較大，造成明顯的受力峰值，其中又以直立壩最為明顯，而斜面壩與曲面壩因壩面形狀及長路徑的特性，可將衝擊力分散，使得受力峰值皆較直立壩小；於囚砂效率分析方面，囚砂效率皆隨流量和渠道坡度增加而減小，由模擬結果可知在相同條件下直立壩囚砂效率最佳，曲面壩次之，而斜面壩最差。

This study analyzed the trap efficiency and impulsive force of debris flow on sabo dams with different geometric shapes in order to identify the optimal design for reducing the impulsive force, enhancing stability and minimizing the use of concrete. The analytical results were intended for use in designing sabo dams in the future. In this study, the impulsive forces acting on sabo dams were compared in physical and numerical models. This study presents a three-dimensional computational fluid dynamics model using the commercial software FLOW-3D to simulate the impulsive force of debris flow on sabo dams. Three geometric forms, including vertical, slanted and curved sabo dams, were used. The experimental results validated the numerical simulation. The simulation revealed the velocity field, flow motion and the forces exerted on the body of the dam. These data can be used to improve future dam designs. The simulation results showed that the geometric shape of a dam influences impulsive force. Curve- and slanted-shaped dams exert relatively less force when discharge is large because their arc- and slope-shaped dam surfaces produce a long path of debris flow. Thus, they not only deflect the flow of debris into the dam body, they also lengthen the period of impact, which disperses the impulsive force by means of its changing curvature and slope. Hence, the curved and slanted dams exhibits less debris flow-induced impulsive force than the vertical design.

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