沖積河川非均勻質漂砂輸送之數值模擬

Abstract

本研究擬發展一適用於一般河道之變量流沖淤數值模式，具有模擬瞬變流況下均勻質 及非均勻質河道沖淤交替現象之能力。本模式在同一時間內同時解水流連續方程式、 動量方程式及輸砂連續方程式三個方程式，但分離非均勻質河床水力篩選及河床甲護 之演算。模式之穩定性及精確性乃以均勻質實驗資料作為模擬及驗証之依據，與解析 解比較，其模擬結果相當穩定，並與實驗資料相當吻合，由模擬測試與實驗比較結果 ，已可確定在均勻質河床瞬變流況條件下，本模式較慣用之分離演算模式更為適用。 此外，並採用回歸分析的方法，就數值結果及實驗資料嘗試歸納平衡坡度、糙率係數 、超載反應時間及淤積波波速等關係式。在非均勻質模式中，採用Karim 及Kennedy 所提出之混合層觀念及方法，以實驗為依據，探討河川沖淤交替過程中，沉滓之水力 篩選及甲護作用，其結果顯示，實驗所產生之篩選波現象與模擬之結果差異甚大，經 初步分析，可能由於目前所採用之混合層觀念在瞬變流況下不甚適用，但就一般緩變 流況而言，則其結果尚稱合理。