研究實績

位於美國密西西比大學內之國家水科學及工程中心(National Center for Computational Hydroscience and Engineering, NCCHE)係由美國政府長期經費補助之國家級研究單位，該中心先後發展出一維、二維等模式，分別以CCHE1D、CCHE2D稱之，在經嚴謹之檢定與驗證後，應用至美國及其他國家甚多的河川海岸問題上，成效顯著。 本計畫分三年進行，藉由合作研發方式引進NCCHE之一維及二維數模，透過水利署水利規劃試驗所、與交通大學防災工程中心之分工，選取濁水溪為應用研究對象，進行數值分析研究，並與國內數模成果比較，及建立CCHE水理及輸砂模式庫(以濁水溪為例)，為本計畫之主要目標。 本年度以CCHE2D模式針對濁水溪集集堰上下游河段之沖淤變化進行探討，研究範圍為上游集鹿大橋至下游名竹大橋，並以集集堰為基準分上下游河段個別模擬，模式以民國93、96、97年地形進行檢定與驗證，並導入軟岩沖刷機制。檢定驗證結果顯示CCHE2D模式能夠進行集集堰上下游之水理、輸砂及軟岩沖刷模擬，在不同模式模擬結果比較中，CCHE2D與EFA2D模式皆能對研究範圍有良好沖淤模擬成果，兩者與實測趨勢相近，僅部分局部沖刷如堰前劇烈沖刷坑無法顯現。 集集堰下游河段穩定治理工法佈置模擬中，採用與檢定案例相同參數之條件模擬，並考慮長期(806hrs)與短期(65hrs)洪水事件之效應。結果顯示若拓寬下游深槽，固床工連線坡面有淤積產生，拓寬深槽將再次回淤為原深槽寬度，回淤之粒徑在底層較粗(d50=100~300mm)，表層較細(d50=1.0~3.0mm)；方案若設置固床工，其下游之軟岩沖刷程度皆會增加。就短期減緩富州堤防段之深槽沖刷問題而言，方案二至五(拓寬下游深槽)與方案十(排水路方案)有較佳效果，可減緩左岸深槽之流速，並讓底床受固床工保護；但就現階段基本資料與模擬結果而言，尚無法提出長期河道穩定之具體改善方案，應辦理相關計畫持續研究。 在模式庫繼續建置中，完成網站維護、CCHE2D相關文件及使用手冊中文版之編撰，此外，以CCHE1D為範本，建置Flash動畫之多媒體教學元件，讓使用者透過網路動畫方式呈現，加速模式之學習。