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常流量之 WUA 與 H’模擬結果

在文檔中 中 華 大 學 (頁 83-119)

第五章 結果與討論

5.1 各方案之 WUA 與 H’模擬結果

5.1.1 常流量之 WUA 與 H’模擬結果

在常流量(Q95% = 0.47 cms)下原河道、加設三丁壩、加設 1m 攔河堰及加設 2m 攔河堰四種模擬案例之流速分布如圖 5.1~5.4,與原河道相比,加設三丁壩後,壩頭 之流速明顯變高,挑流作用明顯;加設攔河堰後,1m 攔河堰、2m 攔河堰上游側流速 均較原河道及加丁壩緩慢。

水深分布(如圖5.5~5.8),加設三丁壩後對整體研究河段水深影響不大,但壩頭 部份沖刷較深、丁壩間因堆積水深較淺;加設攔河堰後,堰體上游側水位升高,尤其 是主河槽區域,水深明顯上升,加設2m 攔河堰時左岸沙洲下游端已遭水淹沒。

模擬原河道案例時明潭吻鰕虎 WUA 為 282.96 m2(如圖 5.9);加設三丁壩後 WUA 值為 294.92 m2(如圖 5.10) ,可發現壩頭前方棲地面積增大;加設 1m 攔河堰後,

水面上升,流速減緩,主河槽變寬,原先流速較高及岸邊灘地成為新棲地,WUA 增 為318.14 m2(如圖5.11);加設 2m 攔河堰時,由於水位上升,造成原先沙洲的下游 端已形成新棲地,WUA 增為 397.92 m2(如圖5.12)。

模擬原河道案例時台灣石魚賓WUA 為 115.50 m2(如圖5.13);加設三丁壩時,

與模擬明潭吻鰕虎一樣在壩頭前方棲地增加,其WUA 值為 133.79 m2(如圖5.14);

加設1m 攔河堰時,靠上游側水域棲地面積變大,WUA 為 134.56m2(如圖5.15);加 設2m 攔河堰時,沙洲下游側增加些許棲地,WUA 為 135.45m2(如圖5.16)。

常流量下原河道為流況歧異度(H’)為 0.47;加設三丁壩後流況歧異度為 0.41;

加設1m 攔河堰流況歧異度為 0.39;加設 2m 攔河堰流況歧異度降至 0.26,主要原因 是加了構造物後,棲地內深潭變多,淺流變少導致。

69

Qin = 0.467

Velocity

0.00 0.70 0.63 0.56 0.49 0.42 0.35 0.28 0.21 0.14 0.07 0.00

Qin = 0.467

Velocity

0.00 0.70 0.63 0.56 0.49 0.42 0.35 0.28 0.21 0.14 0.07 0.00

圖5.1 常流量之流速分布(原河道)

圖5.2 常流量之流速分布(加設三丁壩)

70

Qin = 0.467

Velocity

0.00 0.70 0.63 0.56 0.49 0.42 0.35 0.28 0.21 0.14 0.07 0.00

Qin = 0.467

Velocity

0.00 0.70 0.63 0.56 0.49 0.42 0.35 0.28 0.21 0.14 0.07 0.00

圖5.3 常流量之流速分布(加設1m 攔河堰)

圖5.4 常流量之流速分布(加設2m 攔河堰)

71

Qin = 0.467

Depth

0.00 1.80 1.62 1.44 1.26 1.08 0.90 0.72 0.54 0.36 0.18 0.00

Qin = 0.470

Depth

0.00 1.80 1.62 1.44 1.26 1.08 0.90 0.72 0.54 0.36 0.18 0.00

圖5.5 常流量之水深分布(原河道)

圖5.6 常流量之水深分布(加設三丁壩)

72

Qin = 0.467

Depth

0.00 1.80 1.62 1.44 1.26 1.08 0.90 0.72 0.54 0.36 0.18 0.00

Qin = 0.467

Depth

0.00 1.80 1.62 1.44 1.26 1.08 0.90 0.72 0.54 0.36 0.18 0.00

圖5.7 常流量之水深分布(加設1m 攔河堰)

圖5.8 常流量之水深分布(加設2m 攔河堰)

73

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

圖5.9 常流量明潭吻鰕虎之 WUA(282.96m2)分布(原河道)

圖5.10 常流量明潭吻鰕虎之 WUA(294.92m2)分布(加設三丁壩)

74

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

圖5.11 常流量明潭吻鰕虎之 WUA(318.14m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.12 常流量明潭吻鰕虎之 WUA(397.51m2)分布(加設 2m 攔河堰)

75

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

圖5.13 常流量台灣石魚賓之 WUA(115.50m2)分布(原河道)

圖5.14 常流量台灣石魚賓之 WUA(133.79m2)分布(加設三丁壩)

76

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

Qin = 0.467

Weighted Useable Area

0.00 53.00 47.70 42.40 37.10 31.80 26.50 21.20 15.90 10.60 5.30 0.00

圖5.15 常流量台灣石魚賓之 WUA(134.04m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.16 常流量台灣石魚賓之 WUA(135.37m2)分布(加設 2m 攔河堰)

77

5.1.2 2 年重現期距之 WUA 與 H’模擬結果

在2 年重現期(Q2 = 752.29 cms)下原河道、加設三丁壩、加設 1m 攔河堰及加 設2m 攔河堰四種模擬案例之流速分布如圖 5.17~5.20;與原河道相比,因丁壩觸及主 流槽,加設三丁壩後,上游側之流速明顯變慢,右岸壩群前後約15m 範圍流速降低,

護岸效果明顯,左岸部分流速些許增加;加設攔河堰後,1m 攔河堰、2m 攔河堰上游 側流速均較原河道及加設三丁壩緩慢,但攔河堰越流處流速較高。

水深分布(如圖5.21~5.24),相較原河道,加設三丁壩後壩頭部份沖刷較深、壩 體上游30m 至下游 15m 範圍內水深均受影響;加設攔河堰後,堰體上游側水深分布 較均勻。

因 Q2 流量大,水深較深,原河道明潭吻鰕虎棲地僅剩左岸岸邊水草灌木叢,

WUA 值為 9.15 m2(如圖5.25);加設三丁壩後,壩根出現些許棲地,WUA 值為 0.85 m2(如圖 5.26);加設 1m 攔河堰後,棲地出現在左岸較淺水域,WUA 增高為 4.84 m2

(如圖5.27);加設2m 攔河堰時,由於水位上升太多,WUA 減為 1.87 m(如圖2 5.28),

已多不適合明潭吻鰕虎棲息。

模擬原河道案例時台灣石魚賓 WUA 為 0.18 m2(如圖 5.29);加設三丁壩時,

WUA 值為 5.73 m2(如圖5.30);加設1m 攔河堰時, WUA 為 0.19 m2(如圖5.31);

加設2m 攔河堰時, WUA 為 0.20 m2(如圖5.32),當模擬流量為 Q2 時已無適合台 灣石魚賓之棲地存在。

常流量下流況歧異度(H’)原河道為流況歧異度為 0.34;加設三丁壩後深流變多,

深潭減少,流況歧異度為0.27;加設 1m 攔河堰流況歧異度為 0.30;加設 2m 攔河堰 流況歧異度降至0.32,主要原因是加了攔河堰,棲地內深流多導致歧異度變化。

78

Qin = 752.290

Velocity

0.00 12.50 11.25 10.00 8.75 7.50 6.25 5.00 3.75 2.50 1.25 0.00

Qin = 752.290

Velocity

0.00 12.50 11.25 10.00 8.75 7.50 6.25 5.00 3.75 2.50 1.25 0.00

圖5.17 模擬流量為Q2 時之流速分布(原河道)

圖5.18 模擬流量為Q2 之流速分布(加設三丁壩)

79

Qin = 752.290

Velocity

0.00 12.50 11.25 10.00 8.75 7.50 6.25 5.00 3.75 2.50 1.25 0.00

Qin = 752.290

Velocity

0.00 12.50 11.25 10.00 8.75 7.50 6.25 5.00 3.75 2.50 1.25 0.00

圖5.19 模擬流量為Q2 之流速分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.20 模擬流量為 Q2 之流速分布(加設 2m 攔河堰)

80

Qin = 752.290

Depth

0.00 7.60 6.84 6.08 5.32 4.56 3.80 3.04 2.28 1.52 0.76 0.00

Qin = 752.290

Depth

0.00 7.60 6.84 6.08 5.32 4.56 3.80 3.04 2.28 1.52 0.76 0.00

圖5.21 模擬流量為Q2 之水深分布(原河道)

圖5.22 模擬流量為Q2 之水深分布(加設三丁壩)

81

Qin = 752.290

Depth

0.00 7.60 6.84 6.08 5.32 4.56 3.80 3.04 2.28 1.52 0.76 0.00

Qin = 752.290

Depth

0.00 7.60 6.84 6.08 5.32 4.56 3.80 3.04 2.28 1.52 0.76 0.00

圖5.23 模擬流量為Q2 之水深分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.24 模擬流量為 Q2 之水深分布(加設 2m 攔河堰)

82

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.10 1.87 1.64 1.40 1.17 0.93 0.70 0.47 0.23 0.00

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

圖5.25 模擬流量為 Q2 明潭吻鰕虎之 WUA(9.15m2)分布(原河道)

圖5.26 模擬流量為 Q2 明潭吻鰕虎之 WUA(0.85m2)分布(加設三丁壩)

83

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

圖5.27 模擬流量為 Q2 明潭吻鰕虎之 WUA(4.84m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.28 模擬流量為 Q2 明潭吻鰕虎之 WUA(1.87m2)分布(加設 2m 攔河堰)

84

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

圖5.29 模擬流量為 Q2 台灣石魚賓之 WUA(0.18m2)分布(原河道)

圖5.30 模擬流量為 Q2 台灣石魚賓之 WUA(0.20m2)分布(加設三丁壩)

85

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

Qin = 752.290

Weighted Useable Area

0.00 2.34 2.11 1.87 1.64 1.40 1.17 0.94 0.70 0.47 0.23 0.00

圖5.31 模擬流量為 Q2 台灣石魚賓之 WUA(0.19m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.32 模擬流量為 Q2 明潭吻鰕虎之 WUA(0.20m2)分布(加設 2m 攔河堰)

86

5.1.3 10 年重現期距之 WUA 與 H’模擬結果

在10 年重現期(Q10 = 1009.83 cms)下原河道、加設三丁壩、加設 1m 攔河堰 及加設2m 攔河堰四種模擬案例之流速分布如圖 5.33~5.36;與原河道相比,因丁壩觸 及主流槽,加設三丁壩後,壩體上游30m 至下游 15m 範圍內流速受影響,靠上游側 之流速明顯變慢,壩體對岸與下游部分流速增加;加設攔河堰時,由於Q10 流量大,

堰體上游側流速減緩趨勢較不明顯,僅攔河堰越流處流速有較原河道高。

水深分布(如圖5.37~5.40),相較原河道,加設三丁壩後壩頭部份沖刷較深、研 究河段內水深均受影響;由於 Q10 流量大,河道已達滿槽,攔河堰對棲地影響較不 明顯。

因Q10 流量大,水深較深,僅在加設三丁壩後,壩根出現些許棲地,WUA 為 21.6 m2(如圖 5.42);原河道與加設攔河堰時 WUA 均趨近於 0,已不適合明潭吻鰕虎棲息。

與明潭吻鰕虎棲地分布類似,台灣石魚賓僅在加設三丁壩時,壩根附近出現棲地,

WUA 值為 5.73 m2(如圖5.46),模擬顯示此區已無適合台灣石魚賓之棲地存在。

流況歧異度(H’)原河道為流況歧異度為 0.20;加設三丁壩後深流變多,深潭與 淺瀨減少,流況歧異度降至0.11;加設 1m 攔河堰後,流況與原河道類似,流況歧異 度為0.19;加設 2m 攔河堰後,原有淺瀨消失,流況歧異度更降至 0.17。

87

Qin = 1009.830

Velocity

0.00 12.60 11.34 10.08 8.82 7.56 6.30 5.04 3.78 2.52 1.26 0.00

Qin = 1009.830

Velocity

0.00 12.60 11.34 10.08 8.82 7.56 6.30 5.04 3.78 2.52 1.26 0.00

圖5.33 模擬流量為 Q10 之流速分布(原河道)

圖5.34 模擬流量為Q10 之流速分布(加丁壩)

88

Qin = 1009.830

Velocity

0.00 12.60 11.34 10.08 8.82 7.56 6.30 5.04 3.78 2.52 1.26 0.00

Qin = 1009.830

Velocity

0.00 12.60 11.34 10.08 8.82 7.56 6.30 5.04 3.78 2.52 1.26 0.00

圖5.35 模擬流量為Q10 之流速分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.36 模擬流量為Q10 之流速分布(加設 2m 攔河堰)

89

Qin = 1009.830

Depth

0.00 9.50 8.55 7.60 6.65 5.70 4.75 3.80 2.85 1.90 0.95 0.00

Qin = 1009.830

Depth

0.00 9.50 8.55 7.60 6.65 5.70 4.75 3.80 2.85 1.90 0.95 0.00

圖5.37 模擬流量為Q10 之水深分布(原河道)

圖5.38 模擬流量為Q10 之水深分布(加丁壩)

90

Qin = 1009.830

Depth

0.00 9.50 8.55 7.60 6.65 5.70 4.75 3.80 2.85 1.90 0.95 0.00

Qin = 1009.830

Depth

0.00 9.50 8.55 7.60 6.65 5.70 4.75 3.80 2.85 1.90 0.95 0.00

圖5.39 模擬流量為Q10 之水深分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.40 模擬流量為Q10 之水深分布(加設 2m 攔河堰)

91

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

圖5.41 模擬流量為 Q10 明潭吻鰕虎之 WUA(0.06m2)分布(原河道)

圖5.42 模擬流量為 Q10 明潭吻鰕虎之 WUA(21.6m2)分布(加設三丁壩)

92

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

圖5.43 模擬流量為 Q10 明潭吻鰕虎之 WUA(0.06m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.44 模擬流量為 Q10 明潭吻鰕虎之 WUA(0.06m2)分布(加設 2m 攔河堰)

93

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

圖5.45 模擬流量為 Q10 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(原河道)

圖5.46 模擬流量為 Q10 台灣石魚賓之 WUA(5.73m2)分布(加設三丁壩)

94

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

Qin = 1009.830

Weighted Useable Area

0.00 21.60 19.44 17.28 15.12 12.96 10.80 8.64 6.48 4.32 2.16 0.00

圖5.47 模擬流量為 Q10 明潭吻鰕虎 WUA(0.00m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.48 模擬流量為 Q10 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(加設 2m 攔河堰)

95

5.1.4 25 年重現期距之 WUA 與 H’模擬結果

在模擬25 年重現期流量(Q25 = 1156.37 cms)下原河道、加設三丁壩、加設 1m 攔河堰及加設2m 攔河堰四種模擬案例之流速分布如圖 5.49~5.52;與原河道相比,因 丁壩觸及主流槽,增加丁壩後,壩體上游30m 至下游 15m 範圍內流速受影響,靠上 游側之流速明顯變慢,壩體對岸與下游部分流速增加;加設攔河堰時,由於 Q25 流 量大,上游側流速減緩趨勢較不明顯,僅攔河堰越流處流速有較原河道高。

水深分布(如圖5.53~5.56),相較原河道,加設三丁壩後壩頭部份沖刷較深、研 究河段內水深均受影響;由於 Q25 流量大,水位較深,已滿槽,攔河堰功效較不明 顯。

因Q25 流量大,水深較深,僅在加設三丁壩後,壩根出現些許明潭吻鰕虎棲地,

WUA 值為 5.9 m2(如圖 5.58);原河道與加設攔河堰 WUA 均趨近於 0,已不適合明潭 吻鰕虎棲息。

台灣石魚賓四種模擬案例之WUA 值均為 0 m2,模擬顯示此區已無適合台灣石魚 賓之棲地存在。

流況歧異度(H’)原河道為流況歧異度為 0.11;加設三丁壩後深流變多,流況歧 異度降至0.09;加設攔河堰後,流況與原河道類似,1m 攔河堰流況歧異度為 0.13、

2m 攔河堰流況歧異度為 0.12。

96

Qin = 1156.370

Velocity

0.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

Qin = 1156.370

Velocity

0.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

圖5. 49 模擬流量為Q25 之流速分布(原河道)

圖5. 50 模擬流量為Q25 之流速分布(加設三丁壩)

97

Qin = 1156.370

Velocity

0.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

Qin = 1156.370

Velocity

0.00 10.00 9.00 8.00 7.00 6.00 5.00 4.00 3.00 2.00 1.00 0.00

圖5.51 模擬流量為 Q25 之流速分布(加設 1m 攔河堰)

圖5. 52 模擬流量為 Q25 之流速分布(加設 2m 攔河堰)

98

Qin = 1156.370

Depth

0.00 10.50 9.45 8.40 7.35 6.30 5.25 4.20 3.15 2.10 1.05 0.00

Qin = 1156.370

Depth

0.00 10.50 9.45 8.40 7.35 6.30 5.25 4.20 3.15 2.10 1.05 0.00

圖5. 53 模擬流量為Q25 之水深分布(原河道)

圖5. 54 模擬流量為Q25 之水深分布(加設三丁壩)

99

Qin = 1156.370

Depth

0.00 10.50 9.45 8.40 7.35 6.30 5.25 4.20 3.15 2.10 1.05 0.00

Qin = 1156.370

Depth

0.00 10.50 9.45 8.40 7.35 6.30 5.25 4.20 3.15 2.10 1.05 0.00

圖5. 55 模擬流量為Q25 之水深分布(加設 1m 攔河堰)

圖5. 56 模擬流量為 Q25 之水深分布(加設 2m 攔河堰)

100

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

圖5.57 模擬流量為 Q25 明潭吻鰕虎之 WUA(0.00m2)分布(原河道)

圖5.58 模擬流量為 Q25 明潭吻鰕虎 WUA(5.9m2)分布(加設三丁壩)

101

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

圖5.59 模擬流量為 Q25 明潭吻鰕虎之 WUA(0.00m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.60 模擬流量為 Q25 明潭吻鰕虎之 WUA(0.00m2)分布(加設 2m 攔河堰)

102

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

圖5.61 模擬流量為 Q25 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(原河道)

圖5.62 模擬流量為 Q25 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(加設三丁壩)

103

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

Qin = 1156.370

Weighted Useable Area

0.00 6.00 5.40 4.80 4.20 3.60 3.00 2.40 1.80 1.20 0.60 0.00

圖5.63 模擬流量為 Q25 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(加設 1m 攔河堰)

圖5.64 模擬流量為 Q25 台灣石魚賓之 WUA(0.00m2)分布(加設 2m 攔河堰)

104

在文檔中 中 華 大 學 (頁 83-119)

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