沖刷深

河道蜿蜒凹岸處沖刷頗劇，若凸岸有尖角凸出，則凹岸發生壓力 漩渦，在凸岸發生吸力漩渦；在較直之河段，堅硬銳角突出，於水流 急變方向亦可發生吸力漩渦。河道彎曲部之凹岸或水衝部份，於洪水

時亦會發生局部沖刷，而使其河床高程大為降低，臺灣多數護岸、堤 防之損毀乃肇因於此類局部沖刷。唯根據式(4.1)所估算如表 5.12 及 表5.13 之最大沖刷深D_s值介於 1.04m~2.51m。

表 5.1 「松竹橋~金谿橋」蜿蜒段之幾何性質

項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 曲率半徑

R (m) 133.3 183.3 316.7 566.7 166.7 184 133.3 200.0 平均實測河

寬B (m) 50.2 49.3 48.5 54.3 63.7 59.7 69.4 69.5 B

R / 值 2.66 3.72 6.53 10.44 2.62 3.08 1.80 2.88 圓心角θ(^o) 125 125 67 29 128 102 96 67

表 5.2 「金谿橋~無名橋二」及「三田橋~東陽橋」蜿蜒段之幾何性 質

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 曲率半徑R (m) 230.7 430.7 569.2 415.3 707.6 400.0 707.6 實測河寬B

(m) 30.3 31.2 30.9 32.7 37.3 50.3 23.9 B

R / 值 7.61 13.80 18.42 12.70 18.97 7.95 29.61 圓心角θ^D 127 48 69 99 34 40 54

表 5.3 「松竹橋~金谿橋」蜿蜒段之設計水理資料

項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 計畫洪水量

Q (100 CMS) 710 710 710 710 710 1060 1060 1060 平均計畫堤

頂高程(m) 201.32 194.37 184.57 173.56 167.40 161.12 151.84 142.30 平均計畫河

床高程(m) 198.10 190.56 180.85 170.20 161.70 155.80 148.30 135.35 設計水深

H (d m) 3.22 3.81 3.72 3.36 5.7 5.32 3.54 6.95 能量坡降I 0.0107 0.0090 0.0110 0.0100 0.0100 0.0071 0.0098 0.0065 _e

表 5.4 「金谿橋~無名橋二」及「三田橋~東陽橋」蜿蜒段之設計水 理資料

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 計畫洪水量

Q (100 CMS) 368 368 368 368 368 368 153 平均計畫堤

頂高程(m) 214.56 209.35 208.42 205.78 204.10 201.02 216.07 平均計畫河

床高程(m) 212.49 206.31 205.35 202.66 200.98 198.77 213.60 設計水深

H (d m) 2.07 3.04 3.07 3.12 3.12 2.25 2.5 能量坡降I_e 0.0120 0.0110 0.0098 0.0067 0.0084 0.0126 0.0127

表 5.5 以七二水災實測水深估算洪水量及流速（「松竹橋~金谿橋」）

項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 實測水深

H (a m) 4.04 4.56 4.74 4.43 6.83 6.45 4.74 8.01 實測通水面

積(m ) ² 210.97 235.20 241.12 250.36 458.40 405.87 340.19 588.78 n 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 估算平均流

速

V (m m /s) 6.56 6.52 7.40 6.74 9.00 7.31 7.01 8.09 估算洪水量

(CMS) 1383.90 1533.97 1784.00 1688.28 4125.35 2966.67 2384.18 4761.76 α 1.19 1.13 1.08 1.05 1.19 1.16 1.28 1.17 代表流速

V (0 m /s) 7.79 7.40 7.97 7.07 10.72 8.50 8.95 9.49 接近流速

V (d m /s) 4.67 4.33 4.63 4.16 5.81 4.66 5.20 5.00

表 5.6 以七二水災實測水深估算洪水量及流速（「金谿橋~無名橋 二」、「三田橋~東陽橋」）

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 實測水深Ha (m) 3.31 3.88 4.21 3.91 2.07 3.04 3.5 實測通水面

積(m ) ² 105.77 128.58 138.95 135.50 79.35 157.53 89.78 n 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 估算平均流

速

V (m m /s) 6.23 6.47 6.45 5.08 3.72 5.89 6.49 估算洪水量

(CMS) 659.24 832.48 896.61 688.18 295.32 927.71 583.05 α 1.07 1.04 1.03 1.04 1.03 1.06 1.02 代表流速

V (0 m /s) 6.64 6.71 6.63 5.28 3.82 6.26 6.60 接近流速

V (d ^{m /s}) 4.15 4.05 3.94 3.18 2.64 3.98 4.07

表 5.7 「松竹橋~金谿橋」蜿蜒段之τ 、τ_c及q_b值 項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 河床流應力

τ (kgf /m²) 71.98 68.34 86.82 73.76 113.73 76.47 77.90 87.09 河床質之臨

界掃流應力

τc(kgf /m²) 11.65 11.65 11.65 11.65 11.65 11.65 11.65 11.65 河道單位寬

度輸砂率q 0.0958 0.0820 0.1681 0.1031 0.3779 0.1149 0.1214 0.1697 _b

e d w⋅H ⋅I

=γ

τ 、γ_w=997.07 ₃ m

kgf (kgf /m²)

078 50

. 0 d

c = ⋅

τ (kgf /m²)

5 . 1 50

3

)]

( [

3010 d mm q_b

= ⋅ τ (m³/s/m)

表 5.8 「金谿橋~無名橋二」及「三田橋~東陽橋」蜿蜒段之τ、τ_c及 qb 值

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 河床流應力

τ (kgf /m²) 69.44 71.07 68.70 43.62 28.95 63.78 74.01 河床質之臨

界掃流應力

τc(kgf /m²) 11.74 11.74 11.74 11.74 11.74 11.74 11.23 河道單位寬

度輸砂率q 0.1234 0.3122 0.1194 0.0306 0.0089 0.0956 0.2402 _b

e d w⋅H ⋅I

=γ

τ 、γ_w=997.07 ₃ m

kgf (kgf /m²)

078 50

. 0 d

c = ⋅

τ (kgf /m²)

5 . 1 50

3

)]

( [

3010 d mm q_b

= ⋅ τ (m³/s/m)

表 5.9 護岸材料之臨界掃流應力[水利局, 1968]

護岸材料 臨界掃流應力(kgf /m²)

柳柵間砂粒 1.0

柳柵間卵石 1.5

植生草 2.0~3.0

平行或偏斜於流向之柳柵 5.0

掃工 7.0

舖磚 10.0

舖石 16.0

大拋石 24.0

格框石工 60.0

混凝土舖面 60.0

石籠 <150

適用於慣例所用之邊坡斜率

表 5.10 「松竹橋~金谿橋」蜿蜒段舖石、拋石之石材必要粒徑 項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 必要粒徑

D (m m)

斜坡角θ =0 1.30 1.17 1.36 1.07 2.46 1.55 1.72 1.93 必要粒徑

D (m ^m)

θ =27^o(V2:H1) 1.54 1.38 1.60 1.26 2.90 1.82 2.03 2.28

s g E K V

D_{m m} ^o

⋅

⋅ ⋅

= ₂

1 2

2 、E₁≅ 1.2、 g =9.81m/s²、s=1.65

ϕ θ ₂²θ

tan 1 tan cos

1

−

m =

K 、ϕ：石材水中安息角（ϕ=38^o）

表 5.11 「松竹橋~金谿橋」及「三田橋~東陽橋」蜿蜒段舖石、拋 石之石材必要粒徑

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 必要粒徑

D (m m)

斜坡角θ =0 0.95 0.97 0.94 0.60 0.31 0.84 0.94 必要粒徑

D (m m)

θ =27^o(V2:H1) 1.11 1.14 1.11 0.70 0.37 0.99 1.10

s g E K V

D_{m m} ^o

⋅

⋅ ⋅

= ₂

1 2

2 、E₁≅ 1.2、 g =9.81m/ s²、s=1.65

ϕ θ ₂²θ

tan 1 tan cos

1

−

m =

K 、ϕ：石材水中安息角（ϕ=38^o）

表 5.12 「松竹橋~金谿橋」蜿蜒段之沖刷深 項目 MS1

蜿蜒段 MS2

蜿蜒段 MS3

蜿蜒段 MS4

蜿蜒段 MS5

蜿蜒段 MS6

蜿蜒段 MS7

蜿蜒段 MS8 蜿蜒段 最大沖刷深

D (s m) 1.67 1.72 1.81 1.78 2.40 2.15 2.00 2.51 Ds=χ ( )^1/3

f

Q (ft)、 f =1.76 d₅₀(mm)、χ=0.40

表 5.13 「金谿橋~無名橋二」及「三田橋~東陽橋」蜿蜒段之沖刷 深

項目 MK1

蜿蜒段 MK2

蜿蜒段 MK3

蜿蜒段 MK4

蜿蜒段 MK5

蜿蜒段 MK6

蜿蜒段 MK7 蜿蜒段 最大沖刷深

D (s m) 1.30 1.41 1.44 1.32 1.04 1.52 1.37 Ds=χ ( )^1/3

f

Q ( ft)、 f =1.76 d₅₀(mm)、χ=0.40

嘉新橋 寬:43.8m

松竹橋 寬:70.8m

聚興橋 寬:64.8m

金谿橋 寬:54.7m 200m

N

下游

上游

K2 K1

K3

K4

K5

K7 K6

K9 K8

MS1

MS2

MS3

MS4

MS6

MS7

MS8 MS5

MS1~MS8: 蜿蜒段 K1~K9: 堤防破壞處

圖 5.1 「松竹橋~金谿橋」之蜿蜒段選取及堤防破壞處

圖 5.2 「金谿橋~無名橋二」及「三田橋~東陽橋」之蜿蜒段選取及 堤防破壞處

N

200 m

下游

上游

無名橋二 寬:29.9m 無名橋三

寬:19.9m

褔緣橋 寬:32.8m

南陽橋 寬:28.9m

朝陽橋 寬:46.1m 金谿橋

寬:54.7m

三田橋 寬:19.8m

東陽橋 寬:28.5m

MK1

MK2

MK3

MK4

MK5

MK6

MK7

BH1

BH2

BH3 BH4 BH5

BH7

BH8 BH6

上游

MK1~MK7: 蜿蜒段 BH1~BH8: 堤防破壞處

在文檔中 目 錄 (頁 85-95)