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論文中文名稱:杜普勒流速儀在高流量觀測上之應用 [以論文名稱查詢館藏系統]
論文英文名稱:Application of Min ADP to Discharge Measurement during High Flow [以論文名稱查詢館藏系統]
院校名稱:臺北科技大學
學院名稱:工程學院
系所名稱:土木與防災研究所
中文姓名:楊孝忠
英文姓名:Shiau-Jung Yang
研究生學號:93428045
學位類別:碩士
語文別:中文
口試日期:2006-07-04
論文頁數:98
指導教授中文名:陳彥璋
口試委員中文名:郭振泰;林鎮洋
中文關鍵詞:高流量時期Min ADP邱氏流速分佈理論中斷面法
英文關鍵詞:High FlowMin ADPChiu`s MethodMid-Section Method
論文中文摘要:台灣河川因地形及暴雨特性,颱風時期所帶來之暴雨應於極短之時間內即造成集水區溪水暴漲,其水大湍急,且風勢甚大,嚴重威脅到量測人員的安危。此外河川豐枯季節流量相差甚殊,高水位時期流量量測極其不易,但此等水文資料又為水資源分析規劃與水庫操作、設計之重要依據。
高流量時期為變量流,一些需先假設流況為穩定流之流速分佈理論和傳統的量測儀器都已不太適用於此了,因此有必要利用有別於傳統之方法觀測流量。本研究流量觀測區域位於魚逮魚崛溪之大林橋、及北勢溪之水源橋與金瓜寮溪之金瓜寮三站,並使用改良後之聲波杜普勒剖面測速儀Min ADP安裝於一60磅重的載具上以貨車之懸吊系統實際量測洪水,其儀器體積小、方便攜帶及安裝。使用時無需完全沉入水中,只需浸沒接觸水面即可於短時間內測取所需之流速資料及水深,並配合以機率觀念為基礎之邱氏流速分佈理論,推求該垂線及斷面之平均流速,進而以中斷面法作流量之快速計算,可提升中高流量觀測之精度。
集水區中高流量之資料極缺乏應加強資料之蒐集以供進一步之研究,隨著量測儀器的開發及改良,亦希望能將此量測概念建立於集水區流量觀測自動化量測系統上。
論文英文摘要:The rainstorm causes a flood immediately at the watershed and wind is strong when typhoon is coming, so the measurers are not unsafe extremely in Taiwan. In addition, it is hard to measure the flow discharges during the high flow stages. These data, however, are very important for the water resources planning.
Some velocity distribution theorems that assume the flow to be steady and the conventional methods are almost impossible to be applied to measure discharge during high flow. We use Min ADP that is lightly and easy to setup for measuring at Darling, Xuiyuang and Jingualiao. The equipment does not have to merge in water when it be used. It can get the data including velocity and depth immediately. We hope to promote the precision and the efficiency of discharge calculating by Chiu`s Velocity Distribution and the Mid-Section Method.
The data of high flow are scarce at the watershed. In this study, we hope to establish the discharge automeasuring system at the watershed for the equipments developing and improving.
論文目次:摘 要 ii
ABSTRACT iii
誌謝 iv
目錄 v
表目錄 vii
圖目錄 viii
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 1
1.3 論文架構簡介 2
第二章 文獻回顧 4
2.1 傳統河川流量觀測法 4
2.1.1 坡降-面積法 5
2.1.2 流速-面積法 7
2.1.3 水位-流量率定曲線法 10
2.1.4 浮標法 11
2.2現代化河川流量觀測法 13
2.2.1 流速量測儀器 13
2.2.2 流速分佈理論 20
2.3 通水斷面積量測 27
2.3.1 水位-斷面積之關係式 27
2.3.2 聲波杜普勒流速剖面儀 27
2.3.3 透地雷達 29
2.4 小結-流速流量量測技術之比較 30
第三章 實驗設備與方法 33
3.1 流速儀量測基本原理-杜普勒效應 33
3.2 儀器介紹 35
3.2.1 Mini-ADP RiverSurveyor/RiverCat System 35
3.2.2 Mini-ADP之量測基本運作 37
3.3 平均流速之計算 39
第四章 野外實測與結果分析 41
4.1 研究區域概述 41
4.2 高水位流量實測 43
4.2.1 泰利颱風 45
4.2.2 龍王颱風 49
4.3 流速資料分析與流量計算 51
4.3.1 金瓜寮站 51
4.3.2 大林橋站 58
4.3.3 水源橋站 78
第五章 結論與建議 84
5.1 結論 84
5.2 建議 85
參考文獻 86
附錄
A 88
論文參考文獻:[1] Boiten, W., “Hydrometry”, A.A. Balkema Publishers, a member of Swets & Zeitlinger Publishers. ISBN 90 5410 423 6, 2003.
[2] Chen, C. L., “Unified theory on Power law for Flow resistance”, J. Hydraul. Eng., Vol. 117, No3., 1989.
[3] Chen, Y. C., “An Efficient Method of Discharge Measurement”, Ph.D. Dissertation, University of Pittsburgh, 1998.
[4] Chiu, C. L., “Entropy and 2D velocity distribution in open channels”, J. Hydr. Engrg., ASCE, 114(7), 1988.
[5] Coles, D., “The law of wake in the Turbulent Boundary Layer”, Journal of Fluid Mech., No.1., 1956.
[6] Nikuradse, J., “Gestzmassigkeiten der turbulenten Stromung in glatten Rohren”, Ver. Deut. Ing., Forschungsheft 356.
[7] Prandtl, L., “Bericht Uber Untersuchungen Zur Aubgebildetenz Turbulenz”, Z. Angew. Math. Mech., Vol. 5, No.2, 1925.
[8] Spicer, K. R., J. E. Costa, and G Placzek, “Measureing Flood Discharge in Unstable Stream Channels using Ground-Penetrating Radar”, Geology, 25, 1997.
[9] Shannon, C.E, “A Mathematical Theory of Communication”, The Bell System Technical Journal, Vol. 27, October, 623-656, 1948..
[10] SonTek/YSI, “Acoustic Doppler Profiler Principles of Operation”, 6837 Nancy Ridge Dr, Ste A San Diego, CA 92121 USA, 2000.
[11] SonTek/YSI, “Argonaut-SW Brochure ”, 6837 Nancy Ridge Dr, Ste A San Diego, CA 92121 USA, 2004.
[12] SonTek/YSI, “Argonaut-SL Brochure ”, 6837 Nancy Ridge Dr, Ste A San Diego, CA 92121 USA, 2005(a).
[13] SonTek/YSI, “RiverSurveyor Mini-ADP/Electronics Brochure”, 6837 Nancy Ridge Dr, Ste A San Diego, CA 92121 USA, 2005(b)
[14] SonTek/YSI, “FlowPack Quick Start Guide”, 6837 Nancy Ridge Dr, Ste A San Diego, CA 92121 USA, 2006.
[15] Subramanya, K., “Flow in open channels.” First revised edition, McGraw-Hill Book Co., New York, 1982.
[16] Yorke, T. H. and Oberg, K. A., “Measuring river velocity and discharge with acoustic Doppler profilers”, Flow Measurement and Instrumentation 13 191–195, 2002.
[17] 李明靜、賴泉基、呂珍謀,「河川表面流速與流量非接觸式量測方法之發展及應用」,國立成功大學水利及海洋工程研究所博士論文,2003。
[18] 李昱廷、王傳益,「明渠流平均流速推估方法之研究與應用」,私立逢甲大學土木及水利工程研究所碩士論文,2004。
[19] 國立中興大學,「台灣河川流量及泥砂量觀測技術之開發與應用(一)」,經濟部水利署,1995。
[20] 郭振泰、徐年盛、陳彥璋,「新店溪青潭自來水水源水質保護區水質水量監測計畫—臺北水源特定區水文觀測現代化建置」,國立台灣大學,2005。
[21] 經濟部水利署(台灣省水利局),水文觀測實務講義,1982。
論文全文使用權限:同意授權於2007-08-11起公開