顆粒及水流條件對沖積扇坡度 及堆積型態之影響

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賴勁愷(Chin-Kai Lai) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

顆粒及水流條件對沖積扇坡度及堆積型態之影響

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摘要(中)

本研究探討顆粒及水流條件對沖積扇坡度及堆積型態之影響，實驗使用的顆粒為中砂和粗砂，在不同砂量、不同濃度的水砂比進行實驗，藉此觀察沖積扇的平面堆積形態變化與時間歷程以及掃描最終縱剖面。實驗顆粒由桶倉儲存槽經由渠道沖積於平台上，觀察乾砂顆粒在平台上之沖積輪廓、時間歷程以及利用2D-LiDAR掃描最終縱剖面之結果，並討論坡度之關係。改變不同的水砂比，對於濕砂之沖積或堆積造成什麼影響，討論濕砂之沖積輪廓、時間歷程以及掃描最終縱剖面之結果，從扇面之歷程可知，前期發展縱方向大於側方向；而剖面分析中，水砂比小時，曲線呈現下凹形，水砂比大時，曲線呈現上凸形。探討不同水砂比與最大沖積距離之影響，從結果可知水砂比增加會使最大沖積距離加大及坡度變緩。在水砂比大之情況下，扇面影像分析所觀察到的脫離改道和渠道化現象。

摘要(英)

The effects of particle and water flow conditions on the surface slope and deposition patterns of alluvial fans are experimentally explored in this study. The particles used in this study include both medium sand and coarse sand, under the condition of varying discharges of water and sediment. The fan shapes at different time steps were measured by a 2D-LiDAR and compared with pictures taken from cameras. The longitudinal progradation at the earlier stage is faster than that in the lateral direction. Regarding the longitudinal profile, the curve will be concave or convex for the water-sediment ratios are small or large, respectively. The increase of water-sediment ratios will enhance the maximum alluvial distance and reduce the corresponding surface slope. In the case of a large water-sediment ratios, the phenomena of avulsion and channelization on the fan surface were observed.

關鍵字(中)

★ 沖積扇
★ 水砂比
★ 渠道化
★ SICK 2D-LiDAR感測器

關鍵字(英)

★ alluvial fan
★ water-sediment ratio
★ channelization
★ SICK 2D-LiDAR Sensor

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 IX
第一章緒論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機 2
1.3 研究方法 3
1.4 論文架構 3
第二章文獻回顧 5
2.1 沖積扇之定義 5
2.2 沖積扇發展過程 6
2.3 沖積扇實驗 7
2.4影響沖積扇型態之參數 9
2.5泥砂體積含量區分含砂水體的運動型態 10
第三章實驗設置與研究方法 12
3.1 實驗器材配置 12
3.2 顆粒材料特性 15
3.3 雷射標定裝置 16
3.4 影像與縱剖斷面擷取設備 17
3.5 實驗步驟 19
3.6 平面堆積測量方法 20
3.6.1 沖積扇面時間歷程 20
3.6.2 縱向剖面掃描 21
第四章實驗結果與討論 22
4.1 流量率定 22
4.1.1顆粒流量率定,QS 22
4.1.2水流量率定,QW 22
4.1.3各組實驗參數 23
4.2 平面堆積時間歷程 25
4.2.1 乾砂之平面堆積輪廓及時間歷程 25
4.2.2 乾砂之平面堆積輪廓及時間歷程無因次化 29
4.2.3 濕砂之平面堆積輪廓及時間歷程 33
4.2.4 濕砂之平面堆積輪廓及時間歷程無因次化 42
4.2.5 不同水砂比與最大沖積距離之比較 52
4.3沖積扇縱剖面之LiDAR掃描 54
4.3.1 乾砂之最終縱剖面及坡度 54
4.3.2 濕砂之最終縱剖面及坡度 57
4.4 脫離改道、渠道化 61
第五章結論與建議 62
5.1結論 62
5.2 建議 63
參考文獻 64

參考文獻

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指導教授

周憲德

審核日期

2018-7-27

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