模擬結果與分析

3.1.2.1 檢定案例

1. 均質淤積案例（run21）

圖 3-3 至圖 3-7 分別為單一動床案例 run21 之模式模擬值於 1 小 時、2.5 小時、4.5 小時、7 小時以及 10 小時的底床變化示意圖，圖 中右端為上游端。由此五圖可知，在模擬初期階段，即可在渠道上游 端附近發現明顯的淤積波前，並隨時間增加而如同湧浪般向下游傳 遞。在淤積波前的上游，底床高程會因沉滓落淤而上升，但淤積速率 會因水深變淺及底床坡度變陡而逐漸變緩；反之，在淤積波前尚未到 達的下游渠道，底床與初始狀態相差不多，直至淤積波通過，淤積現 象才相對明顯。

就上述模擬成果而言，模式預測底床淤積結果與實驗量測值相當 接近，僅於模擬初期，上游端之模擬結果與實測值有較大之差異；造 成此結果可能之原因不外乎模式計算結果偏高，或是實驗過程中不穩 定的入流擾動，導致較少之淤積。

2. 均質沖刷案例（run22）

圖3-8 至圖 3-10 分別為單一動床案例 run22 之模式模擬值於 1.5 小時、4 小時以及 10 小時的底床變化示意圖。由此三圖可知，在模

擬初期階段，底床的沖刷現象明顯的發生在靠渠道上游部分，下游端 之沖刷則相對較小，但隨著時間增加，沖刷現象逐漸向下游傳遞，使 整體渠道高度逐漸下降。底床之沖刷速度於剛開始時最大，但隨底床 逐漸下降，平均坡度亦越趨平緩，使得水流的動能下降而讓沖刷速度 減緩。

本案例上游端之模擬結果與實測值有較大之差異，不一致之原因 可能是因為本案例為清水沖刷，實驗渠道之上游金屬底床與舖砂動床 交界處常被淘挖出一砂坑，此坑洞會隨實驗時間增加而往下游擴大延 伸，故可視此不一致現象為實驗上游端發生不連續點所致。

3.1.2.2 驗證案例

利用上述案例檢定之各項參數，作為下列驗證案例模擬時之應 用。

1. 均質淤積案例（run25）

圖3-11 至圖 3-15 分別為單一動床案例 run25 之模式模擬值於 1.5 小時、3 小時、5 小時、7 小時以及 9 小時的底床變化示意圖。根據 上述五圖，在模擬時間結束時，渠道上仍具有淤積之鋒面，此現象是 因為本案例之上游入砂濃度為 740PPM，較前述檢定案例之 409PPM 大，且上游入流量又較小，流速相對較小。

本案例在定性上能描述出模式於不同之入砂條件與下游邊界之 淤積特性，而定量上，不論是淤積鋒面抵達之距離或是整體渠道落淤 之量，皆能有相當程度上的準確性。

2. 均質沖刷案例（run26）

圖3-16 至圖 3-19 分別為單一動床案例 run26 之模式模擬值於 1.2 小時、3.25 小時、6 小時以及 10 小時的底床變化示意圖。本案例之 流量較前述率定案例小，且下游水深較高，故可由上述四圖發現，本 案例整體沖刷程度不如前述檢定案例，於模擬初期時下游段甚至呈現 淤積現象。

本案例藉由與檢定案例不同之入流量與下游邊界，探討模式於不 同水流狀況時，整體底床沖刷現象。整體而言，除渠道上游端可能因 實驗過程中不穩定的入流擾動使實驗值與模式模擬值有較明顯之差 異外，對於清水沖刷狀況下底床與水位高程變化等問題，本模式具有 相當不錯之模擬結果。

3. 非均質沖刷案例（run14）

圖 3-20 至圖 3-22 分別為單一動床案例 run14 之模式模擬值於 1.9、6.67 及 12.67 小時的底床變化示意圖。與前述之沖刷案例相比，

本案例具有較大之入流量，故其沖刷速率亦相對地增大，而沖刷現象

向下傳遞至整段渠道所需時間也因此減短。同樣的，雖然沖刷速率會 隨時間的增加而慢慢減緩，但當底床近乎平床時，沖刷的現象並未停 止，所以只要水流條件仍然超過底床沉滓之啟動剪應力，底床仍將繼 續受到沖刷而下降。故由以上三圖可發現，除了於模擬初始階段時，

模式推估值有低估的現象以外，隨著時間的增加，模式模擬之底床趨 勢與高程皆和實測值有相當程度的一致。

本案例之床質粒徑為非均勻質，相較於前述之均勻質案例，底床 之沖刷現象不再只根據局部之水理條件產生變化，還需考量到護甲或 是水力篩選作用等效應，而透過本案例之模擬結果，可確實的反應出 本模式針對非均勻質沉滓之模擬，不論是底床沖刷速度或其向下游傳 遞之過程，皆有頗佳之精確度。