圓山溪之底床阻抗與輸砂量估測模式之探討

Abstract

本文為探討在陡坡粗顆粒條件下，由渠槽試驗數據所求得之模式對於天然河川之適用 性，並由河川現場採集之資料修正其係數，以建立河川之底床阻抗與沈滓運移量之初 步模式。 分析資料主要分為室內渠槽試驗與現場觀測兩大類。渠槽試驗數據及模式得自何智武 在台大水工試驗所所進行之湍流渠槽沈滓運移試驗結果。現場觀測資料有三個來源， 一為自６８年７月至７０年１０月間久圓山溪現場觀測資料；其次為水利局自６５年 １月至７０年１２月間之集集（濁水溪）與南北通橋（烏溪）兩水位流量站之實測資 料；另一則為格瑞菲斯（Griffiths ）於１９８１年７月所發表之紐西蘭４６條河川 ，共７２個斷面之野外資料。 本文經分析與探討結果，獲得下列五項結論： （１）個別粒徑法對於本文各模式在應用時所產生之誤差，均較其它代表粒徑所產生 者為大。代表粒徑法中，以Dm 之t測體值與樣品標準偏差s值最小，但其矛盾點亦 最多。於本文中，蕭克立胥（schoklitsch ）模式以Dm ，模式（一）、（二）則以 D為代表粒徑估算之效果較佳。 （２）將六種輸砂量模式與蕭氏模式對照，並經現場資料驗證後，以何氏在台大所建 立之模式（一）採用D為代表粒徑者效果最佳。經正後之推移質沈滓運移模式為： qs ＝０．６１２１ D． S． D．（q－qc ） 其中qc ＝－３．０４０×１０ D． log S－４．０７８× １０ D．上式中，q、qc 、qs 依次為單位河寬之流量、起動流量 及沈滓運移量，單位均為cms／m；D為沈滓粒徑，單位為m；S為河床坡降。 （３）由現場資料之分析結果獲知，曼寧粗糙係數隨輸砂量之增加而增；大於同一流 量時，則隨坡度之增大而增大。尤其在彎曲河段處，其值之變化更為顯著。 （４）經現場資料修正後之無維度曼寧粗糙係數 （５）以濁水溪及烏溪之資料所得之無維度曼寧粗糙係數