不同輸砂濃度及基準水面條件下之沖積扇形態分析

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：17

、訪客IP：18.117.81.240

姓名

曾文毅(WEN-I TSENG) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程學系

論文名稱

不同輸砂濃度及基準水面條件下之沖積扇形態分析

相關論文

★ 不均勻圓形橋墩之局部沖刷研究	★ 砂礫河床之跌水沖刷分析
★ 土石流潛勢判定模式及土石壩滲流破壞之研究	★ 港池污染擴散影響因子之探討
★ 不均勻橋墩及群樁基礎之局部沖刷研究	★ 邊牆射流及尾檻對砂質底床之沖刷研究
★ 砂粒受水平振動行為之研究	★ 土石流發生之水文特性探討
★ 不均勻橋墩與套環保護工法之局部沖刷研究	★ 護坦及尾檻下游之局部沖刷分析
★ 橋台束縮與局部沖刷之研究	★ 慢顆粒流之輸送帶實驗與影像分析
★ 均勻入滲時坡面地下水流之理論解析	★ 尾檻設置對下游之局部沖刷效應
★ 二維斜坡顆粒流之輸送帶實驗與分析	★ 斜坡土體滲流破壞引致土石流之探討

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

近年來因全球氣候變遷導致高降雨強度事件頻率增加，而高降雨強度事件容易引發邊坡崩塌、土石流等事件，對於民眾及基礎建設造成嚴重損失。本研究使用小尺度三維渠槽進行實驗，藉由改變輸砂濃度及基準水面觀察沖積扇(alluvial fans)形態之變化，並搭配相機及雷射光，對沖積扇縱剖面、橫剖面、平面堆積形態、等高線、頂積層(topset)及前積層(foreset)角度以及流速剖面進行分析與討論。
控制參數包括顆粒粒徑、平台積水深及輸砂濃度，此輸砂濃度以水沙比(n)表示，水沙比為水入流量(Q_W)與顆粒入流量(Q_S)兩項比值。研究結果顯示頂積層角度主要隨平台積水深或水沙比增加而減少，成反比之關係；前積層角度隨平台積水深或水沙比增加而增加，成正比之關係。在有積水深實驗條件下，沖積扇形態明顯會因水體阻力而限制其堆積範圍；縱剖面形態會隨著平台積水深或水沙比增加而偏向於直線；橫剖面形態則是依不同斷面位置有所不同。但隨著積水深增加各組沖積扇實驗形態相似性也隨之提高。

關鍵字:沖積扇、基準水面、頂積層坡度、輸砂濃度

摘要(英)

The depositional process of debris-flow fans is experimentally explored in this study. The fan slopes were controlled by particle sizes, sediment concentration(i.e., the ratio of sediment discharge (Q_S) to water discharge (Q_W)) and the base-level water depth. Both longitudinal and cross-sectional profiles of alluvial fans were simultaneously measured by using a digital camera, a reflection mirror and multi-laser settings. The top-set angles increases with the increasing sediment concentration, while decreases with the increasing base-level water depth. The longitudinal profile of the alluvial fan is concave when the base-level water is negligible. While the longitudinal profiles become linear, a milder slope for topset and a steeper one for the foreset, when the base-level water exists. The dimensionless cross-sectional profiles show self-similarity characteristics.

Key words: alluvial fans, base level, top-set slope, sediment concentration.

關鍵字(中)

★ 沖積扇
★ 基準水面
★ 頂積層坡度
★ 輸砂濃度

關鍵字(英)

★ alluvial fans
★ base level
★ top-set slope
★ sediment concentration

論文目次

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章序論 1
1.1 前言 1
1.2 研究動機與目的 3
1.3 研究方法 3
1.4 論文架構 3
第二章文獻回顧 6
2.1沖積扇理論 6
2.2沖積扇發展過程 9
2.3沖積扇堆積形態 10
2.4顆粒流速度剖面特性 15
第三章實驗配置與分析方法 18
3.1實驗渠槽配置 18
3.2雷射標定裝置 19
3.2 影像擷取系統 20
3.3 顆粒材料性質 20
3.4 實驗步驟 22
3.5 沖積扇形態量測方法 25
3.5.1 縱剖面量測方法 26
3.5.2 橫剖面量測方法 26
3.5.3 平面堆積範圍量測方法 28
3.5.4 等高線量測方法 29
3.5.5 堆積角度量測方法 29
第四章實驗結果與討論 30
4.1流量率定 30
4.1.1顆粒桶倉顆粒出流量率定, Q_S 30
4.1.2水流量率定, Q_W 30
4.1.3各組實驗參數及水沙比(n) 31
4.2縱剖面分析 32
4.3橫剖面分析 37
4.4平面堆積形態分析 46
4.5沖積扇形態和角度隨積水深度之變化 51
4.6等高線歷程 56
4.7沖積扇速度剖面 60
4.8沖積扇形態無因次分析 63
4.8.1縱剖面無因次分析 63
4.8.2平面堆積無因次分析 66
4.8.3橫剖面無因次分析 70
4.9沖積扇體積公式之推求 74
4.9.1無積水深沖積扇體積公式之推求 74
4.9.2有積水深沖積扇體積公式之推求 77
第五章結論與建議 80
5.1結論 80
5.2建議 82
參考文獻 83

參考文獻

參考文獻

[1] Allen, P.A,and Hovius, N. (1998) “Sediment supply from landslide-dominated catchments: Implications for basin-margin fans„ Basin Research, 10, 19-35.
[2] Bull, W. B (1977) “The alluvial-fan environment„ Progress In Physical Geography, 1,222-270.
[3] Bi, W., Delannay, R., Richard, P., Taberlet, N., and Valance, A. (2005) “Two- and three-dimensional confined granular chute flows: experimental and numerical results„ Journal of Physics: Condensed Matter, 17,S2457-S2480.
[4] Bi, W., Delannay, R., Richard, P.,and Valance, A. (2006) “Experimental study of two-dimensional, monodisperse, frictional-collisional granular flows down an inclined chute„ Physics of fluids, 18,123-302.
[5] Clarke, L., T. A. Quine, and A. Nicholas (2010) “An experimental investigation of autogenic behaviour during alluvial fan evolution„ Geomorphology,115(3-4), 278-285.
[6] Densmore, A. L., Allen, P. A., and Simpson, G.(2007)“Development and response of a coupled catchment fan system under changing tectonic and climatic forcing„ Journal of Geophysical Research, v. 117.
[7] Hovius, N., Stark, C.P., Chu, H.T. and Lin, J.C.(2000) “Supply and removal of Sediment in a landslide-dominated mountain belt:Central Range„Taiwan. Journal of Geology, 108,73-89.
[8] Kenyon, P.M. and Turcotte. D.L.(1985) “Morphology of a delta prograding by bulk sediment transport„Geological Society of America Bulletin, v. 96, 1457-1465.
[9] Kim, W., and Muto, T. (2007) “Autogenic response of alluvial-bedrock transition to base-level variation: Experiment and theory„ Journal of Geophysical Research - Earth Surface, v. 112.
[10] McPherson, J.G., Shanmugam, G. and Moiola, R.J. (1987) “Fan-deltas and braid deltas:Varieties of coarse-grained deltas„ Geological Society of America Bulletin, v. 99, p. 331-340
[11] Parker, G., Paola, C., Whipple, K. X., and Mohrig, D.(1998) “Alluvial Fans Formed by Channelized Fluvial and Sheet Flow. I:Theory„Journal of Hydraulic Engineering, 124,985.
[12] Powell, E., Kim, W., and Muto, T. (2012)“Varying discharge controls on timescales of autogenic storage and release processes in fluvio-deltaic environments:Tank experiments„Journal of Geophysical Research - Earth Surface, v. 117.
[13] Taberlet, N., Richard, p., Valance, A., Losert, W., Pasini, J. M., Jenkins, J. T., et al. (2003) “Superstable Granular Heap in a Thin Channal„ Physical Review Letters, 91,264-301.
[14] Van Dijk, M., Postma, G. and Kleinhans, M.G. (2012) “ Contrasting morphodynamics in alluvial fans and fan deltas:effect of the downstream boundary„Sedimentology, 59, 2125–2145.
[15] Van Dijk, M., Postma, G., and Kleinhans, M.G. (2009) “ Autocyclic behaviour of fan deltas: an analogue experimental study„ Sedimentology, 56, 1569–1589.
[16] 吳俊銓 (2012). 山洪濁流形成沖積扇之實驗研究. 國立中央大學土木工程研究所碩士論文.
[17] 林枏恩 (2013). 土石流形成沖積扇過程之實驗研究. 國立中央大學土木工程研究所碩士論文.
[18] 張瑞津 (1997). 臺灣沖積扇之分布、形態及地形意義. 地質17卷，1-2期，69-93.
[19] 黃郅軒 (2011). 儲槽內顆粒流動與發聲特性之研究. 國立中央大學土木工程研究所碩士論文.
[20] 楊淑君 (1995). 臺灣沖積扇之地形學研究. 國立臺灣師範大學地理學系博士論文.
[21] 齊士崢、宋國城、陳邦禮、謝孟龍、蔡衡、傅炯貴 (1998). 蘭陽溪上游沖積扇的地形演育. 環境與世界，2期，137-150.
[22] 蔡元芳 (1999). 土石流扇狀地形狀特性之研究. 國立成功大學水利及海洋工程研究所博士論文.
[23] 鐘文欣 (2012). 堆積顆粒崩落歷程受坡面及底床條件影響之實驗研究. 國立中央大學土木工程研究所碩士論文.

指導教授

周憲德

審核日期

2014-7-30

推文