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研究生: 王雅文
Wang, Ya-Wen
論文名稱: 雙排「成功筐網」對彎道凹岸沖刷保護之研究
Bank Scour Protection in a Curve Channel by Double rows of “Cheng-Kung Porous Basket”
指導教授: 黃進坤
Huang, Chin-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: 2010
畢業學年度: 98
語文別: 中文
論文頁數: 124
中文關鍵詞: 成功筐網彎道透水結構物
外文關鍵詞: CKPB, curve channel, permeable/porous structure
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  • 本文於彎道動床試驗中利用雙排「成功筐網(CKPB)」導流工法來保護彎道凹
    岸。試驗過程為清水沖刷,設置參數為設置角度θ(30度、60度、90度),列間距與CKPB投影長度的比值LD(0、1、2、3、4、5、6、7)。經由試驗結果發現,在最佳的設置(設置角度、列間距)下,雙排成功筐網(CKPB)製造流速緩慢區於筐網群下游形成落淤,並且將主水流導往渠道中心線。結果顯示,在相對曲率為4.17、福祿數為0.45等條件下,最佳雙排CKPB 設置(位於渠道彎角約25與31度,且設置角度同為30度),對於原刷深點(位於約渠道彎角49度處),雙排CKPB 最佳組之沖刷減少率可達到104%,而對於面積沖刷減少率,雙排CKPB 亦達到57%;單排CKPB 最佳組之沖刷減少率為93%,面積沖刷減少率為51%,顯示雙排CKPB 設置保護效果良好,其最佳設置的效果亦比單排CKPB 明顯。另外,結果也顯示雙排CKPB 改變第二排設置角度後的效果,不如設置角度同為30度的情況下明顯。

    This paper is about protecting the concave bank by Double rows of Cheng-Kung Porous Basket (CKPB) in a curved channel. In this channel, no sediments were added during the experiments. The setting parameters are: setting angles θ of 30, 60 and 90; and the ratio of the distance between the double rows to the projected length of the CKPB equal to 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 and 7. From the experiments, we found that the best set of double rows of CKPB (in terms of angle and ratio of distance between rows), can make a slow flow velocity area behind it, and also guide the main stream away from the concave bank. In the conditions of a relative curvature of 4.17 and Froude number equal to 0.45, the results show that for the best set of Double rows of CKPB (located on 25 and 31 bending angles of the channel and the setting angle of 30), the scour reduction comes up to 104% to the original deepest point in the concave(located on 49 bending angle of the channel), and an area scour reduction of up to 57%, also a scour reduction of 93% to the original deepest point in the concave, and a scour reduction of the area in the concave to up to 51% in the best set of single row of CKPB. These results show that the Double rows of CKPB provide excellent protection against girdle scouring, and in the best set, the Double rows of CKPB are better than single ones. Besides, the effect of changing the setting angle of the second row CKPB is not better than having both the same.

    中文摘要 I ABSTRACT II 誌謝 III 目錄 IV 表目錄 VII 圖目錄 VIII 符號列表 XIII 第一章 前言 1 1-1 研究背景與目的 1 1-2 前人研究 2 1-2-1 彎道試驗相關研究 2 1-2-2 筐網(CKPB)試驗相關研究 4 1-3 本文主要探討課題 6 1-4 本文架構 6 第二章 彎道原理與保護工介紹 7 2-1 彎道水理現象 7 2-1-1 水面橫向超高 7 2-1-2 流速橫向分布 7 2-1-3 二次流特性 9 2-2 「成功筐網(CKPB)」介紹 12 2-3 影響彎道沖刷結果的因素 15 第三章 試驗設備與步驟 17 3-1 試驗設備 17 3-1-1 試驗渠道 17 3-1-2 試驗儀器 19 3-2 試驗條件 21 3-2-1 水理條件 21 3-2-2 試驗用砂粒徑選擇 22 3-2-3 沖刷時間選定 24 3-2-4 試驗段座標軸設定 25 3-2-5 試驗段座標軸與渠道彎角相對應位置 26 3-3 試驗內容 27 3-3-1 CKPB設置參數 27 3-3-2 CKPB設置長度選定 28 3-3-3 CKPB設置間距選定 29 3-3-4 CKPB設置角度選定 29 3-3-5 雙排CKPB設置列間距選定 30 3-3-6 測試第一排CKPB設置位置範圍 31 3-3-7 試驗組別 32 3-4 試驗步驟 35 第四章 試驗結果與討論 36 4-1 未保護彎道之水面特性與沖淤現象 36 4-1-1 彎道水面橫向超高 36 4-1-2 彎道之沖淤現象 38 4-2 單排CKPB不同設置位置與角度之影響 41 4-2-1 單排CKPB設置位置與角度之選定 41 4-2-2 單排CKPB之沖淤現象 43 4-3 雙排CKPB不同設置列間距之影響 57 4-3-1 雙排CKPB設置列間距之選定 57 4-3-2雙排CKPB之沖淤現象 59 4-4 第二排CKPB設置角度之影響。 70 4-4-1 第二排CKPB不同設置角度之選定 70 4-4-2 雙排CKPB不同角度之沖淤現象 72 4-5 綜合討論 78 4-5-1雙排CKPB與單排CKPB最佳組之比較 78 4-5-2 筐網沖淤現象之比較 78 第五章 結論與建議 88 5-1 結論 88 5-2 建議 89 參考文獻 90 附錄A 95 附錄B 103

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