模式演算參數設定

4.1.1.1 初始渠道幾何資料

模擬之主流渠道為一矩形試驗水槽，長18.3 公尺、寬 0.6 公尺，

渠道上游處裝置一加砂器，下游末端裝置一沉滓收集器，渠道沿程每 隔0.305 公尺佈一底床高程量測點，每 1.525 公尺佈一水面線量測點，

模型裝置如圖4-1 所示。由於文獻並未提及上游及下游之邊界條件之 詳細資料，因此數值模擬區域乃採水面線高程表格記錄資料之起點

（第 5 點）及終點（第 55 點）以作為模擬區域之上下游邊界；亦即 以第 5 點之水面線高程歷線資料作為上游邊界條件以及第 55 點水面 線高程歷線資料為下游邊界條件。因此，數值模擬之渠道長為 15.25 公尺，採用 51 個計算斷面。各斷面之底床高程係以實驗起始時間所 量測之底床高程作為初始底床高程。而本模式主支流之匯流點假定於 第17 個計算斷面，交匯角度設為 45 度。支流渠道之幾何條件與主流

渠道均同，因本模式處理內部邊界交匯區之流況是以水位相等之觀 念，而兩點水位相等法需在斷面相當接近之情況下假設才合理，故依 交匯點之不同調整支流之底床高程，以符合交匯點處支流與主流之斷 面高程相接近。

4.1.1.2 初始底床質資料

均質粒徑案例部分，其底床粒徑均採Suryanarayana (1969)附錄所 記錄之值，D50 = 0.45mm。非均質粒徑案例部分則採用三種代表粒徑 分別為0.4、0.9、及 1.6 mm，以進行沖淤變化之模擬，此三種代表粒 徑分別以D1、D2、D3 等代號表示之，D1 代表最小之粒徑，D3 代表 最大之粒徑。其中D1 屬於中砂沉滓、D2 屬於粗砂沉滓，D3 屬於極 粗砂沉滓。至於此三種代表粒徑於各斷面之初始組成百分比，係根據 文獻所附之粒徑分佈曲線來推求，如圖4-2 所示，主支流渠道之床質 資料均同。

4.1.1.3 粗糙係數

曼寧 n 值係根據所採諸案例之初始底床高程及初始水面線高程 資料，以數值試驗率定之，比較各案例之率定結果，均質案例之曼寧 n 值研採 0.013，而非均質案例之曼寧 n 值研採 0.016，主支流渠道之 曼寧n 值均同。

4.1.1.4 上游入砂濃度

淤積案例中之上游入砂濃度，經換算可得 run21 為 409ppm、run25 為 740ppm。沖刷案例的部分則皆為清水沖刷，上游入砂濃度為 0ppm，主支流渠道之上游入砂濃度均假設為相同。

4.1.1.5 孔隙率

孔隙率係根據淤積案例中，假設所有上游入砂皆落淤於渠道中，

估算入砂體積與實際落淤於渠道體積之比值，再以1.0 扣除之，即得 孔隙率為 0.4。沖刷案例由於缺乏淤積鋒面(aggradation front)可供推 算，乃採估計值為0.3，主支流渠道之孔隙率均同。

4.1.1.6 作用層厚度(reference level thickenss)

由於上游邊界並無河床載通量之量測資料，故無法以直接的方式 率定出此參數。van Rijn (1984b)指出此參數可以是一半的底床沙丘高 度，亦可用糙度高度(roughness height)給定，其最小值為水深之百分 之一。此次率定案例之水深大致在 5-10 公分左右，率定結果顯示，

當此值採用 1mm 時，模擬結果最佳，此值約為實驗水深之 1/50

~1/100，合於原物理模型之假設，主支流渠道之作用層厚度均同。

4.1.1.7 各案例上游入流量、下游水位與支流入流量之資料

整理如表4-1 所示。主支流之上游入流量均同，支流之下游水位 則由主流給定之，支流入流量之大小如表所述。