以歧異度與碎形維度為棲地指標探討堰之影響

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姓名

林呈益(Chen-Yi Lin) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

以歧異度與碎形維度為棲地指標探討堰之影響
(Analysis on the Influence of a Weir with Habitat Index Based on Diversity and Fractal Dimension)

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摘要(中)

摘要
本研究以HEC-RAS3.0河川水理模式和RHABSIM2.2河川棲地模式模擬演算河川棲地，再利用歧異度與碎形維度加以描述棲地的多樣性與邊界複雜性，並且分析在研究河段中設置攔水壩對河川棲地分佈的影響，比較設置堰壩與否造成棲地的變化結果發現於歧異度部分，在流量小於70cms時設置堰壩會降低歧異度，而流量大於70cms則會增加。碎形維度部分，在流量小於90cms時設置堰壩維度較高但會隨著流量增加而遞減，而未設置堰壩則維度較低但會隨著流量增加而遞增。最後以歧異度與平均碎形維度定義一個棲地指標表示棲地的優劣程度，結果顯示在小於60cms未設置堰壩的棲地優於有設置堰壩的棲地，若流量在60～100cms之間則相反。

摘要(英)

ABSTRACT
This study applies hydraulic model HEC-RAS 3.0 and habitat model RHABSIM 2.2 to calculate the riverine habitat, and estimates diversity index and fractal dimension to describe the diversity and complexity of habitat. The Influences on the riverine habitat distribution from setting a weir in research area are analyzed. The result shows that setting a weir reduces habitat diversity in the cases when the flow is less than 70cms, but increases habitat diversity in the cases when the flow is great than 70cms. Given the flow being less than 90cms, the introducing of a weir makes that fractal dimension higher than that without a weir, but its dimention reduces when flow increases. Originally without a weir, fractal dimension in habitat becomes lower when flow increases. Finally, by combining with diversity and fractal dimension, a habitat index is defined to show the adequacy of riverine habitat environment. The result shows that in the cases while flow being less then 60cms, the riverine habitat with a weir is better then that without a weir. However, the situation reverses when the flow is between 60~100cms.

關鍵字(中)

★ 棲地碎形維度
★ 棲地歧異度

關鍵字(英)

★ Habitat Fractal Dimension Habitat Diversity

論文目次

摘要 I
ABSTRACT II
目錄 III
圖目錄 VI
表目錄 IX
符號表 X
第一章緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
1.3本文架構 2
第二章文獻回顧 4
2.1碎形維度 4
2.1.1碎形維度之多方面相關研究 4
2.2空間結構計量指標 6
2.2.1空間結構之概念 6
2.2.2空間結構指標之相關研究 7
2.3河川棲地與生態相關之研究 8
2.3.1河川棲地模擬 8
2.3.2水工結構物對河川棲地與生態之影響 10
第三章理論分析 12
3.1 HEC-RAS模式理論 12
3.2 RHABSIM模式理論 15
3.2.1 水理模式 15
3.3 碎形理論 18
3.4 碎形維度的推算 19
3.4.1 豪斯道夫維度 19
3.4.2 相似性維度 20
3.4.3 網格維度 21
3.5嵌塊體平均碎形維度 22
3.6 棲地潭瀨歧異度 22
第四章案例研究 24
4.1 研究樣區概況 27
4.1.1 曼寧係數 28
4.1.2 流量資料 28
4.1.3 設置7.5公尺高的攔水壩 30
4.2 研究流程 31
4.2.1 HEC-RAS水理模式建立 31
4.2.2 RHABSIM水理模式建立 32
4.2.3 棲地潭瀨類型分類 32
4.3 棲地歧異度推估與探討 38
4.4 棲地碎形維度計算與探討 45
4.4.1 水工結構物對棲地潭瀨碎形維度的影響 48
4.4.2 棲地碎形維度在時間上之變化 57
4.5 碎形維度與歧異度之探討 62
4.5.1 棲地指標的建立 67
第五章結論與建議 71
5.1 結論 71
5.2 建議 72
參考文獻 74
附錄一 78

參考文獻

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指導教授

吳瑞賢(Ray-Shyan Wu)

審核日期

2004-7-9

推文