邊牆射流及尾檻對砂質底床之沖刷研究

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姓名

呂習堯(Xi-Yao Lu ) 查詢紙本館藏

畢業系所

土木工程研究所

論文名稱

邊牆射流及尾檻對砂質底床之沖刷研究

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摘要(中)

下射式洩水閘門是一般堰壩和灌排渠道常使用的水工結構物，當水流經洩水閘門形成邊牆射流，沖擊底床泥沙顆粒，再由懸浮載或底床載方式將顆粒攜離沖刷坑至下游堆積。此對水工結構物下游河床之淘刷，造成水工結構物基礎裸露，危及結構物本身之穩定和安全性。一般下游底床會有護坦和尾檻的保護工設施，以防止底床的淘刷。本研究著重在一固定之流量及閘門開口下，分別比較邊牆射流、邊牆射流護坦保護工及邊牆射流尾檻保護工等三種不同的試驗模型在不同尾水深度時，其沖刷坑的沖刷機制與型態。本文並比較尾檻保護工和護坦保護工下游端之沖刷坑，進一步瞭解保護工與在水流作用下，下游河床之互制作用，以做為最佳保護水工結構物設計之參考。

摘要(英)

When flowing throught the sluice gates, such as dams or irrigation channels, wall jets usually cause severe scouring problems at the downstream of those hydraulic structures. The formation and development of the scour hole will influence the stability and safety of structures.
Aprons and sills are the common countermeasures for protecting the downstream riverbed. In the condition of homogeneous sand beds by wall jet, three models, which are the wall jet, the wall jet with apron, and the wall jet with end sill, are compared. By analyzing experimental data, a predicitive model is developed, and is used to explore the characteristics of local scour near those structures.

關鍵字(中)

★ 尾檻
★ 洩水閘門
★ 護坦
★ 邊牆射流

關鍵字(英)

★ apron
★ sill
★ sluice gate
★ wall jet

論文目次

中文摘要…….………………………………………………………..Ⅰ
英文摘要……………………………………………………………….Ⅱ
目錄 …..…………………………………………………………….Ⅲ
圖目錄 …..………………………………………………………….Ⅵ
表目錄 …..………………………………………………………….Ⅷ
符號說明 …..……………………………………………………….Ⅸ
第一章緒論 …..………………………………………………….1
1.1 研究緣起 …..………………………………………..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沖刷坑型態之研究 …..…………………………………4
2.2水躍流場特性之研究 …..………………………………8
2.3洩水閘門尾檻對下游流況之研究 ……………………….9
第三章理論分析 …..……………………………………………11
3.1 沖刷機制 …………………………………………….11
3.2 邊牆射流之沖刷坑特徵尺度分析…...……………..11
3.3 邊牆射流沖刷坑分析 …..………………………….12
3.4 水躍內部流況分析 ………..……………………….16
3.5 尾檻效應對下游動床影響分析 …. ..………………17
3.6 尾檻效應之沖刷坑特徵尺度分析…………………….19
第四章水工模型試驗 ...……………………………………….21
4.1 實驗目的 …..……………………………………….21
4.2 實驗設備 …..……………………………………….21
4.3 實驗條件 ..………………………………………….23
4.4 實驗方法與步驟 ..………………………………….24
4.4.1 水深量測 ..…………………………………24
4.4.2 流速剖面的量測 ……………………………24
4.4.3 沖刷剖面之量測 ..………………………..24
4.4.4 沖刷剖面演變之量測 ..……………………24
4.4.5 實驗步驟 ..…………………………………25
第五章結果與討論 ..……………………………………………27
5.1 邊牆射流 ..………………………………………….27
5.1.1 邊牆射流沖刷坑之演變 …………………….27
5.1.2 沖刷坑流場之特性 ..………………………29
5.1.3 沖刷坑之特徵尺度分析 ……………………30
5.2 平面邊牆射流之尾檻效應 …..…………………….33
5.2.1 定床下尾檻效應的流況特性 ..……………33
5.2.2 動床下尾檻效應的流況特性 ..………….34
5.2.3 沖刷坑的演變 ………………………………34
5.2..4 沖刷坑的相似剖面 …….. ..………………36
5.2.5 沖刷坑特徵尺度分析 ………………………36
5.2.6 平面邊牆射流和尾檻效應下之刷深比較…….38
第六章結論與建議 ..……………………………………………40
6.1 結論 ..……………………………………………….40
6.2 建議 ..……………………………………………….42
參考文獻 ..…………………………………………………………43

參考文獻

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指導教授

周憲德(Hsien-Ter Chou)

審核日期

2001-7-12

推文