1-2 研究目的
一般造成橋墩局部沖刷的主要原因，為水流沖擊橋墩產生之向下 射流(down flow)與馬蹄形渦流(horseshoe vortex)，此兩種沖刷機制於 橋墩附近造成沖刷坑，進而影響橋墩之安全性。本研究中採用橋墩模 (acoustic Doppler velocimeter)，且為侵入式，即須置入儀器至流場內 感應，無法對流場區域作無擾動的量測，因而影響流場本身之結構，
形成相當程度的誤差。當流場內部的流速變化較大、且有渦流存在 時，傳統的量測方法較難實現流場的準確量測。近二十幾年來，由於 相機與圖像處理技術的迅速發展，流場量測技術已逐漸由單點侵入式 發展為二、三維非侵入式觀測，如定量影像量測技術QI (quantitative image)，其中包含 LSV (laser speckle velocimetry)、PIV (particle image velocimetry)、PTV (particle tracking velocimetry) 與 PSV (particle streak velocimetry) 等光學量測方法，其中，QI 法中的 PIV 量測方式在近十 多年期間被注重，而 PIV 技術在圖形辨識與影像處理流程方面，對於 真實流場中的流況亦有較佳的觀察。
PIV 系統運作是在二維光頁打入流場的狀態下，於流場中加入不 連續的質點(晶體)，經高速攝影機將瞬時數位影像擷取後儲存於電腦
之中，以初時刻和時間間距內所擷取的影像，利用快速傅立葉轉換 (cross-correlation algorithm)被廣泛地使用在 PIV 的計算方面，如 Keane and Adrian (1990)、 Adrian (1991)、Willert and Gharib (1991)、
Westerweel et al. (1996)，利用時序性單一曝光之兩張影像，於同位 置，利用相同的質問窗演算位移量（displacement），其相關函數法如 分析，得到質問窗（interrogation windows）內質點之位移量（Willert and Gharib, 1991），其方程式如下：
( ) ∑∑ [ ( ) ] [ ]
Gill (1981) 考慮橋墩造成河道斷面減少，引起束縮沖刷，對束縮
速Vc比值關係分隔清水沖刷與濁水沖刷機制，當
淤積之效果，防止河川局部沖刷與岸壁沖刷，達到通水斷面均勻目的。
Tan (2005) 採用塑膠砂粒於長 30 公尺、寬 6 公尺之大型水槽進
計量測底床高程與橋墩中心剖面線沖刷深度。
第二部份(CPIV 試驗)：以雷射光束作為光源，其光源為 Argon 氮氣雷射之藍(488 nm)、綠(514 nm)之混合光，利用反射鏡將光源引 導至試驗水槽，於雷射光路徑中架設兩面凸透鏡，其中一面全反射、
一面半反射，把光線在反射鏡間來回反射，讓光源得到足夠的放大，
使雷射光源強度不致衰退，而後直射至多彩聲光調變器(polychromatic acousto-optic modulator，PCAOM)，藉由不同之電壓將藍綠混合光區 分於藍光及綠光後，再經由反射鏡射至光學玻璃管形成雷射光頁。流 體影像擷取則由 DuncanTech MS300 型之 CCD 攝影機，擷取通過雷 射光頁下之質點影像，質點曝光數由快門（1/5 至 1/4000 秒）所決定，
第五章為結論及建議，歸納本研究所得到之結果，提出建議與未 來研究之方向。