滲流對堰壩下游局部沖刷特性之探討

Abstract

本研究擬藉由理論推導並配合水工模型試驗驗証，以期瞭解級配底床舖設 下滲流對局部沖刷之影響於有、無滲流時當溢流水舌沖擊底床後，其沖刷 坑之最大刷深及剖面之型態，經無因次量化後得各主要參數分別為跌水 數 N相對粒徑 D、相對尾水深 H及滲流數 N等進而，運用此等無因次參數 為主要控制項目，並配合所得之沖刷實驗數據，以迴歸出沖刷機構之相對 刷深及其相對水平距同時，獲致最大刷深時其剖面面積與最大刷深平方之 比值結果，並定名為面積因子 Z此外，再由實測值與本文所建立之沖刷坑 剖面曲線方程式進行比較後，得其符合性相當良好是以吾人可經由建立之 剖面曲線方程式，推估最大沖刷坑之體積量。另一方面，吾人由理論推導 部份可得知最大沖刷深度之影響因子含：重力加速度(g) 、單位寬度流 量(q) 、顆粒粒徑(d)、水舌貫入速度(V)、水舌貫入角度、尾水深(h)及 底床顆粒之物理特性等經配合實測資料分析後，將得出最大刷深為各影響 因子之指數次方，其指數值於(3.20)式中，以 Z=0.33 為最佳值，亦即於 此時實測之最大刷深與理論推導值最為接近，且與已往之學者專家研究之 成果相類似另，指數值Z 於(3.25)式中，以 Z=0.20為最佳值，此式中係 包含滲流因素在內，其符合性雖不很高，但卻可看出其正確性由本研究中 可得知滲流對最大刷深之影響並非相當重要，惟可增加分析之相關性而已 。