二維非均勻質輸砂模式之研究

Abstract

本研究之目的旨在探討愛荷華大學Miodrag Spasojevic (1988) 發展之MOBED2模式 之特性，根據虛擬案例探討模式之水理、輸砂理論及數值方法架構中各項特性，並 擬定未來發展本模式之可行性。MOBED2模式為一平面二維淺水波之非均勻質輸砂模 式。座標乃採用曲線正交座標系統，輸砂模擬將同時考慮河床載與懸浮載之運移變 化，兩者間藉懸浮載源相互聯結。虛擬案例中，水理模擬部份尚能適度顯示重力、 壓力和摩擦力之影響。而輸砂部份，懸浮載源確能擔任河床載及懸浮載兩者間之橋 樑。懸浮載方程式之移流項因以特性法求解，因此能精確的模擬出懸浮質之移流特 性。作用層為輸砂之活動場所，其厚度之設定尤關粒徑百分組成之變動量，經模擬 顯示其厚度變化對粒徑百分組成產生很大之變異。而下游因沒有辦法模擬封閉邊界 ，因此應用於水庫淤砂模擬時，導至壩址附近產生不合理之沖刷現象。另由於模式 中採用Van Rijn (1984b)之經驗公式計算河床載，若模式之顆粒大小在公式範圍以 外，將視河床載為零，而產生不合理的粒徑百分組成分配。