| 研究生: |
方昆冬 Fang, Kun-Tung |
|---|---|
| 論文名稱: |
上游河道底床沖淤演變之研究-以菜寮溪為例 Numerical Simulation on bed Scouring and Deposition of Upland Reach-A case study of Tsai-Liao Creek |
| 指導教授: |
呂珍謀
Leu, Jan-Mou |
| 學位類別: |
碩士 Master |
| 系所名稱: |
工學院 - 水利及海洋工程學系碩士在職專班 Department of Hydraulic & Ocean Engineering (on the job class) |
| 論文出版年: | 2011 |
| 畢業學年度: | 99 |
| 語文別: | 中文 |
| 論文頁數: | 62 |
| 中文關鍵詞: | 菜寮溪 、輸砂 、河床沖刷 |
| 外文關鍵詞: | Tsai-Liao Creek, sediment transportation model, river-bed variation model, hydrological model |
| 相關次數: | 點閱:87 下載:4 |
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河道之河床沖刷受水理特性、河道地形、河床質等自然因素之影響。本研究模擬菜寮溪行水區內,擬利用動床數值模擬進行分析與探討河道輸砂及底床變化,提供日後據以擬訂改善方案。
由於本區河道可能出現亞臨界流、超臨界流或混合流態之複雜流況,因此數值模式之功能必須涵蓋前述流況。本文研究範圍之河道橫向及垂向之尺度相當,整體而言,一維水理模式可滿足需求。另外,由於此河段存在相當程度之植生,因此模式必須具有水流流經植生之模擬功能方能滿足全範圍之需求。
考量以上因素,本論文選擇成功大學水利系蔡長泰教授發展之FRLFI模式(Flood Routing Model by Linear-Fully-Implicit Scheme)為基礎搭配輸砂模組進行動床分析。
本研究採用三種不同混合粒徑之輸砂公式,包括:Wu et al. (2000)、SEDTRA module與Modified Ackers and White’s 公式,再分別搭配兩種不同之混合層厚度,共研定6組參數變化測試實際案例。
本論文中底床變動預測模式能描繪出地形沖淤變化之趨勢,合理重現民國90至91年河道之沖淤過程。雖模擬結果與實際底床變動仍有部分差距,但仍可由模擬結果掌握出整體河段底床高程縱剖面趨勢。
關鍵字:菜寮溪,輸砂,河床沖刷
The river bed evolution and river morphology are influenced by flow characteristics, sand transport capability and artificial works in the river. This paper aims to simulate and discuss the potential influence on sedimentation by using a numerical model. There are three major parts in the model: hydrological model, sediment transportation model, and river-bed variation model. The non-uniform sediment transportation is used to describe the variation of river bed. Tsai-Liao Creek, located at the south part of Taiwan, is chosen as a case study for the evaluation of the suitability and accuracy of these sediment transport formulas in the simulation of the flood events resulting from typhoon and heavy rainfall events in the natural river system.
When using the mobile-bed numerical modeling, a sediment transport formula is required to compute the capacity of sediment transport. However each of these formulas has its own range of applications and advantages to describe river bed change. This study extends the Tsai’s Flood Routing Model by Linear-Fully-Implicit Scheme (FRLFI) to include several sediment transport formulas. The results of the numerical simulations were used to compare the river bed change resulting from using different sediment transport formulas. Further discussion is carried out on the variation and the accuracy of the numerical results. According to the results of numerical simulations, the use of various sediment transport formulas shows the model could predict the bed evolution well.
Key words: Tsai-Liao Creek, sediment transportation model , river-bed variation model, hydrological model
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