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研究生: 鄭因哲
Cheng, Yin-Che
論文名稱: 壩體移除對河道地形變遷影響之研究
Geomorphic Impacts on Channel Evolution due to Dam Removal
指導教授: 王筱雯
Wang, Hsiao-Wen
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 水利及海洋工程學系
Department of Hydraulic & Ocean Engineering
論文出版年: 2011
畢業學年度: 99
語文別: 中文
論文頁數: 66
中文關鍵詞: 七家灣溪防砂壩壩體移除溯源侵蝕
外文關鍵詞: Chijiawan Creek, Dam Removal, Head-cutting
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  • 近年來,由於生態意識的抬頭以及環境永續經營的重視,台灣現有防砂壩存廢與否的問題逐漸受到重視。現有的防砂壩多數壩體已淤滿,且對周遭環境存在許多潛在的影響,在工程、經濟、生態、社會等多方面因素的考量下,壩體移除為一個可行的辦法。
    本研究以台中縣和平鄉七家灣溪一號壩壩體為研究對象,針對壩體移除的方式、時機以及壩體移除後泥砂對下游河道可能造成之影響,蒐集歷年來的水文資料及現地實測資料,經過模型相似理論依比例縮尺後建置物理水工模型,以不同洪水重現期距、移除缺口位置、寬度及深度等控制變因的組合進行實驗,提供縱剖面變化、單位沖淤量變化、泥沙出流量等資料進行比較分析。
    在壩體移除的瞬間,溯源侵蝕是一個很重要的指標性現象,而本研究從物理水工模型試驗中取得壩體移除後的斷面變化資料與一維擴散方程式所推導出的解析解中,發現在一次性移除的壩體改善條件下,實驗中跌落點的移動方式與解析解模擬結果並不相同,最後一個時間點的河床高程變化也僅靠近壩體的斷面較一致,探究其誤差原因與方程式的假設與限制有關。而在大部分的實驗組數中,結果顯示因壩下游斷面束縮,大部分壩後庫區所攔蓄的泥砂會在下游堆積,河道會以最短的時間達到平衡,而不致影響更下游的斷面。

    In recent years, ecological awareness highlights importance of check dam while most of the existing check dams in Taiwan have been filled up and aging with potential risk and negative impacts on the surrounding environment. Among the different strategies, the dam removal is one option.
    The study focused on Chijiawan No. 1 Check Dam in Taichung County. Based on the field and hydrological data collection, the physical model was scaled from prototype. Different scenarios of different flood return periods, removal positions and widths were evaluated. Longitudinal profile changes, eroded and deposited sediment amount, and transported sediment were analyzed and compared.
    As head-cutting erosion is a very important indicator to understand the channel evolution, this study compared the longitudinal file changes after dam removal between experimental results and the analytical solution which were derived from one-dimensional diffusion equation. The study found the experimental knickpoint movement was different from that of the analytical solution. The bed elevation of the final time step was similar only near the dam site, which might be attributed to the assumptions and limitations of the one-dimensional diffusion equation. Most of the experimental cases showed most of the earlier impounded sediment accumulate in the downstream reach quickly and took short time to reach equilibrium.

    摘要 I AbstractII 誌謝 III 目錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1-1 前言 1 1-2 研究動機與目的 2 1-3 論文架構 3 第二章 文獻回顧 5 2-1 溯源侵蝕相關研究 5 2-2 國內外壩體移除及潰壩相關案例 8 2-3 物理水工模型應用於壩體移除之相關研究 9 2-4 小結 11 第三章 研究方法 13 3-1 研究區域 13 3-1-1 地文資料 13 3-1-2 水文資料 15 3-1-3 七家灣溪一號壩 16 3-2 物理水工模型建置 18 3-2-1 實驗設備 18 3-2-2 試驗流量頻率分析 19 3-2-3 模型相似原理 20 3-3實驗步驟及量測參數 23 3-3-1 實驗控制變因 24 3-3-2 實驗初始配置 26 3-3-3 流量率定 27 3-3-4 河道斷面量測 28 3-3-5 泥砂搬運總量 30 3-3-6 資料分析 30 3-4 解析解理論分析 31 3-4-1 壩體移除前之解析解 32 3-4-2 壩體移除後之解析解 35 3-4-3 解析解無因次分析 37 第四章 結果分析與討論 39 4-1 物理水工模型試驗結果 39 4-1-1 河床縱剖面線 39 4-1-2 單位沖淤面積 44 4-1-3 泥砂總量 46 4-1-4 實驗結果討論 48 4-2 解析解模擬結果 48 4-2-1 解析解率定 48 4-2-2 解析解模擬結果 51 4-2-3 解析解無因次分析結果 55 第五章 結論與建議 60 5-1 結論 60 5-2 建議 61 參考文獻 62

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    下載圖示 校內:2014-09-07公開
    校外:2014-09-07公開
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