第一章 緒論
1.3 文獻回顧
回顧前人文獻，側向溢頂沖刷相關研究並不常見，因此，本研究 引用溯源沖刷、海堤波浪溢頂沖刷(wave overtopping)之實驗研究，及 溢頂沖刷相關理論，將文獻分為堤岸沖刷、沖刷型態及觀測技術三部 份，作為側向溢頂沖刷試驗之參考。
1. 堤岸沖刷相關研究
回顧前人所提出影響堤岸沖刷量之相關因子，作為試驗設計與觀 測之依據。
Brush (1960)以遷移點(knickpoint，如圖 1-1)觀念描述經過轉折點 後之邊坡有最容易破壞之可能 (如圖 1-2)，且提到隨時間變化，坡度 較緩之邊坡沖刷量較小。
Meyer 等人(1975)提出溯源沖刷量gs為流量之函數式:
2
1( )A
s c
g =A Q Q− (1-1)
1( )p
s h c
g =k τ τ− (1-2) 式中，kh1︰常數，τ ︰水流剪應力，τc︰臨界剪應力。
Elliot(1988 )由能量觀點，提出流量與坡度變化之溯源方程
2( / )
Powledge (1989)以水流拖曳應力觀點，將沖刷率表示為︰
( c)a
E=k τ τ− (1-5) 式中，k,a︰相關係數、τ ︰水流拖曳應力、τc︰材料臨界拖曳應力。
並說明溢堤時若為陡坡，增加之能量值得重視，由於陡坡增加之能 量，將經由能量損失而達到平衡，因此，在陡坡情況下，其水流拖曳
增加堤岸之沖蝕。
Oumeraci (2002)於海岸波浪，溢頂沖蝕參數研究中，表示溢頂流 速為影響邊坡沖刷之重要因素，且在不考慮能量損失及壓力梯度下，
利用動量及連續方程式，求出溢頂水流之流速。
Colemen (2002)提出破壞流量觀點決定沖蝕啟動
1.5
* 0.242 *( *)
b b b
Q = L h (1-6)
式中，Qb︰破壞流量，Qb* =Qb/(g H0.5 2.5)、Lb破壞平面曲線長度(如圖 1-3 所示)Lb* =Lb/H 、hb* =hb/H ，hb水位至堤頂之高差(如圖 1-3 所 示)，H︰蓄水槽高度。
Chinnarasri(2003)提到堤頂的沖刷率(Degradation rate)與坡度有 關，坡度越陡其最大沖刷率越大且同時影響沖刷延時。
2. 沖刷型態
Brush (1960)說明堤岸沖刷之型態與其土壤性質有著密切關係，
堤岸，其不同時間縱剖面之變化(如圖 1-8)
Chinnarasri(2003)描述非均勻砂溢頂沖刷時之變化過程，可分為 四個步驟(如圖 1-9)。
3. 觀測技術相關研究
Möller (2002) 利用時域反射方法(time-domain reflectometer)觀測 堤岸滲流之情況。
Frazao (2007)利用雷射影像技術，於潰壩時，觀測河道內岸壁沖 刷之破壞過程，並利用座標轉換，將觀測影像資料轉換成實際試驗資 料。
Ryu(2007)利用 PIV(particle image velocity)與 BIV(bubble image velocimetry)量測技術，觀測海岸波浪溢堤後邊坡上之流場，並推求 溢頂波浪之速度關係。
回 顧 相 關 試 驗 研 究 多 以 溯 源沖 刷 與 海 堤 波 浪 溢 頂 沖 刷(wave overtopping)為主、試驗佈置大多以堤岸垂直主流方式進行，以利試 驗結果之觀測。本實驗欲探討之河川溢頂沖刷是以堤岸平行主流方式 進行，主要敘述溢頂水流將受主流影響使溢頂方向有所不同，對堤岸 沖刷造成影響，經由上述文獻回顧可知堤岸沖刷與坡度變化、流量、
量與坡度、流量及能量水頭之關係，且經由觀測技術相關研究，採用 雷射光線配合影像進行觀測，描述堤岸變化過程，並比對試驗沖刷之 型態，希望對河川溢頂沖刷研究有所幫助。