護坦及尾檻對下游之局部沖刷效應

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姓名

鄭可佑(Ko-Yu Cheng) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

護坦及尾檻對下游之局部沖刷效應
(The effect of aprons and sills local scour reduction)

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摘要(中)

一般洩水閘門下游常會設置護坦及尾檻保護工，以防止下游底床之嚴重淘刷。本研究採用清水流渠槽試驗，配合下洩式閘門並搭配不同之護坦及尾檻，探討在不同護坦長度及尾檻形式下，其下游之水流型態及沖刷機制，並探討沖刷坑之特徵尺度(沖刷坑深度、護坦末端刷深、沖刷坑坡度等)。並於實驗過程中觀察護坦基礎淘空長度隨時間之變化及循環沖刷現象之發生。本研究採用二級尾檻進行挑流以改變出口水流條件，使高速水流挑離基礎處，達到削減能量及轉沖為淤之功效，且將實驗結果並與前人實驗之結果相互比較，期望能了解護坦長度與尾檻形式變化所造成之影響，以提供水工結構物設計之參考。
實驗結果顯示護坦長度越長，基礎處之刷深及沖刷坑之最大刷深越淺。並利用實驗結果繪出於不同尾檻高度及護坦長度之配置下其刷深之等高線圖，可供工程設計參考，並得知使用二級尾檻時則須搭配較長之上、下檻間距，才能得到良好之防沖效益。

摘要(英)

In order to protect downstream riverbed of sluice gates, many energy dissipaters such as aprons and sills are installed on the channel bed. This study examines the effect of length of aprons and types of double sills on the local scour behaviors.
The variation of head cutting length and cyclic scouring are observed and measured in the experiments. The characteristics of scouring holes caused by the wall jets with aprons and the wall jets with double sills are compared. The characteristics of local scour near structures is explored by analyzing the experimental data.
According to experimental data, The protection of downstream riverbed is better when the length of aprons is longer ,. Double sills with long length of apron provide excellent protection for riverbed.

關鍵字(中)

★ 局部沖刷
★ 護坦
★ 尾檻
★ 沖刷坑

關鍵字(英)

★ local scour
★ scouring holes
★ sills
★ aprons

論文目次

英文摘要 Ⅱ
目錄 Ⅲ
圖目錄 Ⅵ
表目錄 ⅩⅠ
符號表 ⅩⅡ
第一章緒論 1
1-1 研究緣起 1
1-2 研究方法 2
1-3 本文架構 2
第二章文獻回顧 4
2-1 沖刷坑型態之研究 4
2-2 沖刷坑內沖刷機制之研究 6
2-3 護坦下游局部沖刷之研究 8
2-4 尾檻對下游流況影響之研究 10
第三章理論分析 14
3-1 沖刷坑特徵尺度 14
3-1-1 深尾水特徵尺度 14
3-1-2 淺尾水特徵尺度 14
3-1-3 置入尾檻與護坦之特徵尺度 16
3-2 尾水效應之影響 18
3-2-1 堆積丘之類型 18
3-2-2 水躍發生位置之差異 20
3-2-3 置入尾檻之水躍型態 23
3-3 循環沖刷作用 24
3-4 設計沖刷坑剖面曲線函數 27
3-5 沖刷參數之定義 29
第四章水工模型試驗 32
4-1 實驗目的 32
4-2 實驗設備 32
4-3 實驗條件 35
4-4 實驗方法與量測 38
4-4-1 水深量測 38
　 4-4-2沖刷剖面之量測 38
4-4-3沖刷剖面演變歷程之量測 38
4-4-4實驗步驟 39
第五章結果與討論 42
5-1 平面邊牆射流護坦效應分析 42
5-1-1 尾水深對於平面邊牆射流之影響 42
5-1-2 沖刷坑相似剖面 43
5-1-3 沖刷坑坡度隨時間發展之關係 44
5-1-4 無尾檻之沖刷效應分析 45
5-2 平面邊牆射流尾檻效應分析 47
5-2-1 加入尾檻對於平面邊牆射流之影響 47
5-2-2 沖刷坑相似剖面 48
5-2-3 沖刷坑坡度隨角度變化之關係 50
5-2-4 二級尾檻之沖刷效應分析 51
5-3 向源沖刷效應分析 53
5-3-1 尾水深對向源沖刷長度歷程之影響 53
5-3-2 尾水深度及護坦長度對平衡向源沖刷長度之影響
55
5-3-3 流量對平衡向源沖刷長度之影響 56
5-4 循環沖刷作用 56
5-4-1 影響向源沖刷作用之參數 57
5-4-2 循環沖刷效應發生時之沖刷效應 57
5-4-3 加入二級尾檻對循環沖刷作用之影響 58
5-5 沖刷坑之特徵尺度分析 58
第六章結論與建議 61
6-1 結論 61
6-2 建議 62

參考文獻

1. 呂習堯，「邊牆射流及尾檻對砂質底床之沖刷研究」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢，(2001)。
2. 陳瑞昌，「護坦及尾檻下游之局部沖刷分析」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢，(2002)。
3. 陳星如，「尾檻設置對下游之局部沖刷效應」，碩士論文，國立中央大學土木工程研究所，中壢，(2003)。
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指導教授

周憲德(Hsien-Ter Chou)

審核日期

2004-7-13

推文