利用複合式量測方法推估河川流量之研究

Translated title of the thesis: Estimation of river discharge by using a novel composite measurement method
  • 林 穎志

Student thesis: Doctoral Thesis

Abstract

高河川流量值為規劃設計及洪災管理所需之重要資料,而現行河川流量的推估主要是利用人工觀測方式,直接量測河川的水深與流速,進而計算平均流速與斷面之通水面積。惟台灣河川洪水期間之?況水位漲退變化快速且河面寬廣,採此人工作業方式相當費時費?且?測準確?與時效性均?足,加上風強雨驟及洪?湍急並夾雜大?漂?物,人員與機具??於此??天候環境下極具風險。故考量人員及設備儀器之安全,颱洪期間鮮少進?現場?續??實測作業,颱洪期間之高??資?多藉由水位???定曲線推計而得,因此傳統??觀測作業方式對洪水期間??變化掌握存有相當大之?確定性。 為能安全即時地獲取河川之實測流速分佈與推估??,近??已?續研究發展?種實測水?流速之儀器,並逐漸應用於實務?測作業。然而以往研究所使用之儀器皆有其適用性與限制性,並假設河川垂向流速分布符合理論的流速律,但若河川流速並非遵循固定之流速律公式,則在計算上勢必產生誤差進而影響流量推估的準確性。本文以非接觸式連續波微波雷達表面流速儀及接觸式聲波都普勒流速儀(ADCP)為主體建構之複合式量測系統進行流量觀測,?用實測流速分佈資?進?平均流速與表面流速關係(流速比)之探討,顯示曾文溪橋下游河道深槽之流速比會隨著水深增加而趨近於0 89,左岸高灘及右岸高灘則趨近於0 77及0 76,且配合對???速分佈??進?河道底床糙?推估,以 為底床粗糙高?所推得之水深-?速比關係與實測值最為接近,此為傳統流量觀測作業不易獲取之資訊。 依據試驗結果顯示不同量測方法因觀測原理及適用流況條件不同,推估之流量成果也會有所差異,需配合現場流況採用不同量測方法以得到更準確的流量資料,故研擬之河川流量複合式量測方法如下:低流量(1000cms)時因流況紊亂且流速過大,導致接觸式流速儀不易定位觀測水深與流速,應採用非接觸式儀器進行量測。本文利用天秤颱風等颱洪事件之資料進行實測驗證,顯示此複合式量測方法具有全天候觀測流量能力,能掌握洪水過程流量變化並克服傳統量測作業未能取得高流量實測資料之瓶頸,故可大幅提高觀測效率與準確度及工作人員之安全性,應為可行之現場全洪程流量觀測方法。 關鍵詞:流速比、流量、連續波微波雷達表面流速儀、聲波都普勒流速儀
Date of Award2014 Aug 2
Original languageChinese
SupervisorJan-Mou Leu (Supervisor)

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