蜿蜒河道沖淤行為擬三維模擬試驗及應用(1/3)
本計畫重點在於發展一擬似三維動床模式,兼具全河段、局部底床沖淤及河岸退縮等模擬功能,藉以模擬探討蜿蜒河道中所產生的二次流效應及側入流影響所引起的局部沖刷行為;並進行一系列相關蜿蜒渠槽試驗,提供模式發展建置與比對測試,以探討模式之適用性,解析蜿蜒渠道底床沖淤及岸壁沖刷之發展機制及行為,最後將模式應用於實際案例,以展現模式之實用性。
水槽試驗分析部分,將建置一蜿蜒渠道並分析渠道二次流效應對於底床沖淤及岸壁穩定性之關係。本試驗為使入流條件為均勻入流,在蜿蜒渠道入流段與出流段皆設置直線道,在水流運動過程中,除底床沖刷外,岸壁亦會出現沖刷,岸壁發生沖刷主要以橫向發展,隨試驗時間前進,水面以下試驗岸壁向內退縮,而水面以上幾何形狀則維持固定,試驗岸壁則呈現為懸臂型狀態。
實際案例應用部分,著重於分析蜿蜒河道動床二次流效應與側入流匯流區複雜流場之沖淤變化對於岸壁穩定性之關係,選擇研究區域為頭前溪上游油羅溪河段,模擬範圍主要是針對油羅溪與那羅溪匯流口及其下游義興護岸河段。主要可分為三個模擬重點,其一為模擬義興護岸河段,配合參數敏感度分析結果,評估研究河段之彎道效應;其二為模擬尖石堤防段匯流口,探討那羅溪匯入與否對河道中水位與剪應力分布之影響;最後則於尖石堤防段加入丁壩進行模擬,評估丁壩對於此匯流口近堤岸處流場之影響。