河川空間利用之研究---子計畫六：蜿蜒河道有限解析法動床模式之研發及應用(I)

Abstract

河道依其型態可分為蜿蜒、平直及辮狀等 三種,而以前者為最常見.蜿蜒河川之演變可分 沿主流方向河床之變化及側向之遷移與河寬之 變化二種,但二者相互影響,而為一極複雜之問 題.從水利工程之時間尺度而言,常將河川側向 之變化予以忽略,在尚符合規劃設計需要之原 則下,以簡化分析之困難度.故本研究基於實用 性之考慮,暫不探討河川側向之變化.本研究計 畫為"河川空間利用之研究"整合型計畫下之一 子計畫,依據分工原則,本研究之任務為發展一 套二維度蜿蜒河道動床數值模式,以模擬高水 設計流量時之床形及水位,並以曾文溪中下游 河段為應用對象,其成果將可供有關單位規劃設計之參考.本研究之特點為:(1)發展較先進之 正交貼壁座標系統,以描述河寬及河道沿程曲 率半徑變化之事實;(2)引介有限解析法,此一方 法有別於習見之有限差分法或有限元差法,該 法原應用在流力問題上且成果甚佳;(3)深入探 討二次流機制,以期合理模擬蜿蜒河道凹凸岸 處局部明顯沖淤之現象.根據上述之構想,本計 畫將循序而進分三年完成.第一年工作為定量 流、任意斷面、直線定床渠道模式之發展;第 二年工作為變量流、直線動床模式之發展;第 三年則為變量流、蜿蜒河道動床模式之發展及 在曾文溪之實例應用.