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標題: 渠槽植株排列對泥砂沖淤及流況影響之研究
Flow Influence and Bed Form Variation by Vegetation Arrayal in Grassed Channel
作者: 李育修
Li, Yu-Hsiu
關鍵字: grassed channel
草溝
sediment transportation
vegetation arrayal
泥砂沖淤
植物
出版社: 水土保持學系所
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摘要: 植物於天然溪流中能有效減少泥砂的運移,本研究以植物本身的幾何排列來觀測水流、植物及泥砂沖淤的關係。研究材料以彈性塑膠纖維模擬植物,將植物視為單位個體進行排列組合,共分為交錯、橫向及縱向3種排列形式來進行實驗。實驗共分為兩大主軸分別為泥砂沖淤實驗與水流分析實驗,其中泥砂沖淤依照泥砂起動條件分之為局部沖刷實驗和普遍沖刷實驗。於局部沖刷實驗結果中,平均沖刷長度由小到大為橫向、交錯、縱向。交錯排列之左右間隔Dy為主要的沖刷因子,Dy越小沖刷越緩;而在橫向排列中前後間隔(Dx)越小、密度高時,水流集中作用於前排,沖刷較強。而Dx越大時則於後排植物產生向下射流而有二次沖刷;而於縱向排列下間隔中流速最高沖刷最為劇烈。於水流、植物和泥砂達到穩定時,泥砂的淤積會使得阻力係數f下降,使3種排列形式的阻力較為接近,但仍以橫向排列最高約0.20~0.31之間。 普遍沖刷實驗乃採取加砂並使泥砂處於起動狀態下進行,實驗觀察植物上、中、下游的總淤砂成效,結果顯示出交錯排列與橫向排列兩者能有效增加泥砂的沉積,而縱向排列於植物段內和下游處產生較劇烈之沖刷,反而使泥砂總運移量增加。並且由迴水水位觀測到水位的高低取決於迎水面的阻滯面積外,尚與Dx有關,當Dx增加時植物阻滯成效逐漸獨立對水流的影響增加而使得水位上升。 在水流分析實驗中,主要觀察水流於植物間隔內的變化,由前後兩排之流速相對照,交錯排列時,當Dy≦1.5d可降低40%之流速;橫向排列時可降低50%;而縱向排列時最高僅27%。僅由植物所造成的阻力係數中,發現到相同密度下不同排列形式f值差異可至2倍以上。
URI: http://hdl.handle.net/11455/34683
其他識別: U0005-2107200823124400
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