第五章 草嶺潭河段模擬
5.4 模擬結果與討論
以200年重現期距，潰壩延時0.5小時之入流洪峰流量13,070cms 為初始流量，漸減至流量1,333cms，每隔9分鐘之渠道沿程水面線，
如圖5-7~5-17所示；由上述圖中及圖5-2草嶺潭地區清水溪之上游河段 3-D示意圖可看出上游端之坡度較為陡峭，其高程從草嶺潭溢流口0.9 公里處的534.94公尺驟降至距離草嶺潭溢流口1.2公里處的482.94公 尺，其坡降約為17.3 %， 且其河道斷面寬度也較溢流口之狹窄斷面 寬闊，河道斷面為漸擴狀態，極易形成超臨界流轉變為亞臨界流之流 況。
而圖中距上游端0~1200公尺處，恰為草嶺潭之第二工區水潭，其 蓄水或滯洪之現象甚為明顯，而圖之1200~2700公尺處，為一連續性 之陡坡，其平均坡降為9.45 %，且其通水斷面積較小，流速加快為超 臨界流之流況，尤其是圖中距上游端2400 ~ 2700公尺處，為一地形起 伏變化更劇烈之陡坡，其高程從433.71公尺處驟降達到370.45公尺，
其平均坡降更高達21.09 %，與圖中距上游端1200~2100公尺處形成連 續陡坡，為本模擬案例河床渠槽坡度最為陡峭之處。
而其下游端為2700~3600公尺處，坡度較為平緩，其平均坡度約 為3 %，河道流況為亞臨界流之狀態，故本章模擬之清水溪河段，其 流況由上游至下游呈現超臨界流交替為亞臨界流，在流經一連續陡坡 漸變為超臨界流再交替為亞臨界流之複雜水理河段，由模擬結果可看 出由於下游端坡度較緩，流場會受到迴水的影響而水面線逐漸抬升，
而其流速也會相對的遞減，其流況為亞臨界流，而上游端從距草嶺潭 溢流口0.9公里處至草嶺潭溢流口2.1公里處，即圖5-7~5-17所示的 0~1200公尺處，恰為一陡坡河道銜接一蓄水槽，但因為此蓄水槽之容 積甚大，依據「草嶺潭堰塞湖水工模型動床試驗及動床水理分析專題 報告」中指出，其蓄水可達3百多萬立方公尺水量，故相較之下其發
生水躍現象並不明顯，而本模擬案例的中、下游河段，即圖中5-7~ 5-17 所示的1200~3600公尺處，為一陡坡接更陡坡再接緩坡之渠道坡降特 性，其較陡坡銜接緩坡交會處，如圖中所示距上游端2700公尺處，其 水位相較於下一個河道斷面之水位淺，而其下一個河道斷面，即圖中 距上游端3000公尺處，其水位有明顯的抬升現象，故應存在有局部水 躍現象之水理流況。
自然河道地形急遽變化，河道斷面的束縮、突擴或是坡度的突 升、突降易造成複雜的流況，水面受到超臨界流震波的影響，使模擬 結果極易發散不易達到收斂之穩態解，尤其本模擬案例之崩塌區地形 變化起伏甚大，與一般天然河道截然不同，更增加了模擬之難度，然 草嶺潭崩塌地皆為地形陡峭、變化極大區域，故於水理流況上皆屬於 超臨界流、近超臨界流及亞臨界流相互交錯區域，一般水理模式並不 具備此種功能，而本文驗證所採用之HEC-RAS模式適用於河床坡度 小於10％之緩量變流，而本模擬案例地形變化甚劇，多屬急變量流，
所以亦無法模擬，但由本章節之模擬結果顯示，本模式已可模擬於自 然河道之複雜河段，並可適用於超流界流與亞臨界流並存之水理情 況。