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研究生: 洪澤仁
Hong, Ze-Ren
論文名稱: "水舌導流工"對自由跌水沖刷保護之研究
“Nappe Guidance Method” as a Local Scour Countermeasure in a Free Overfall
指導教授: 黃進坤
Huang, Jin-Kun
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: 2006
畢業學年度: 94
語文別: 中文
論文頁數: 86
中文關鍵詞: 自由跌水水舌導流工
外文關鍵詞: Free Overfall, Nappe Guidance Method
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  • 本文主要探討在自由式跌水流況下,「水舌導流工」對於跌水沖刷之保護效果。由試驗結果可知,導流工在不同的擺設高度以及與水舌不同的接觸條件下能產生三種不同的流況:第Ⅰ類型流況、第Ⅱ類型流況以及第Ⅲ類型流況。其中以第Ⅱ類型流況所產生之水躍形式對於底床有最佳的保護效果,減少沖刷率可達到百分之七十幾左右。若要形成此類流況其導流工必須置於下游水面以下的位置,但並不是在水面以下之任何高度皆可發生而是存在一極限值,其值為水面以下約ㄧ半下游水面高度之距離。
    除了第Ⅱ類型流況有最佳保護效果之外,第Ⅲ類型流況也由於上支水流流量至少減半影響之下,而能有效的降低最大沖刷深度,其減少沖刷率也可達到百分之五十幾左右。根據試驗結果顯示,水舌導流工確實能藉由流況的改變來降低最大沖刷深度,進而達到保護跌水沖刷之目的。

    This paper mainly studies about “Nappe Guidance Method” taken as a local scour countermeasure in a Free Overfall. From the results of the experiment, “Nappe Guidance Method”, which is under a relative hight with the surface of downstream and different contact condition of nappe, will create three different types of flow: “the First-type”, “the Second-type”, and “the Third-type.” In addition, the outcome of Hydraulic Jump, which results from the Second-type’s flow condition, has the best effective protection to the bottom bed. And the eroding rate can be reduced over than 70%.
    Except to the best protection of the Second-type, the flow condition of the Third-type also can effect to reduce the maximal depth of scour by lowering the topper nappe discharge. It reaches to more than 50% to reduce the eroding rate. According to the result of experiment, “Nappe Guidance Method” certainly can reduce the depth of the maximal scour by changing the flow condition, and it furthers to achieve our goals of protection.

    目錄 中文摘要 Ⅰ 英文摘要 Ⅱ 謝誌 Ⅲ 目錄 Ⅳ 表目錄 ⅤⅢ 圖目錄 Ⅸ 照片目錄 ⅩⅢ 符號說明 ⅩⅤ 第一章 前言 1 1-1 研究背景與動機 1 1-2 研究方向 2 1-3 前人研究 2 1-4 本文組織 5 第二章 沖刷原理與水舌導流工之導流機制 6 2-1 局部沖刷原理 6 2-2 影響局部跌水沖刷現象之參數 7 2-3 跌水沖刷之機制 8 2-3-1自由式跌水沖刷機制 8 2-3-2濳没式跌水沖刷機制 9 2-4 水舌導流工之介紹與影響參數 10 2-5 水舌導流工之導流機制 11 第三章 實驗設備與步驟 17 3-1實驗條件 17 3-1-1 實驗粒料之選擇 17 3-1-2 沖刷時間之選定 18 3-1-3 三角堰試驗流量率定與水流條件 18 3-1-4 試驗段座標設定 21 3-2實驗設備 21 3-2-1試驗渠道 21 3-2-2實驗儀器 23 3-3 試驗內容 25 3-3-1 導流工擺設高度與選用寬度之決定 25 3-3-2 導流工與水舌接觸條件之選定 25 3-3-3 試驗組別 28 3-4 實驗步驟 30 第四章 實驗結果與討論 33 4-1 單純跌水沖刷之試驗結果 33 4-1-1 單純跌水沖刷之試驗觀察 34 4-1-2 沖刷坑之側剖面沖刷情形 35 4-2 三種導流流況之形成條件 36 4-2-1 第Ⅰ類型流況之形成條件 36 4-2-2 第Ⅱ類型流況之形成條件 38 4-2-3 第Ⅲ類型流況之形成條件 39 4-3 不同導流流況對底床沖刷之影響 41 4-3-1 第Ⅰ類型流況之沖刷現象 41 4-3-2 第Ⅱ類型流況之沖刷現象 44 4-3-3 第Ⅲ類型流況之沖刷現象 49 4-4 不同導流流況對底床保護效果之探討 54 4-4-1 第Ⅰ類型流況之保護效果 54 4-4-2 第Ⅱ類型流況之保護效果 56 4-4-3 第Ⅲ類型流況之保護效果 62 4-4-4 最佳保護效果之試驗條件 67 4-5 增加導流工寬度對於保護結果之影響 68 4-6 導流工擺設於水舌下游水面以下之適用性 70 4-7 綜合討論 72 第五章 結論與建議 80 5-1 結論 80 5-2 建議 81 參考文獻 82 附錄 84

    參考文獻

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    下載圖示 校內:2007-08-24公開
    校外:2007-08-24公開
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