第四章 方法應用
4.4 地下水流數值模式建立
4.4.5 河流演算套件設定
河流演算套件(SFR2)所需資料分別為河道路徑、河川流量、河川斷面、主河 道及河道兩岸之曼寧 n 值、上游與下游河床高程、上游與下游河床滲漏 KS 值,上 游與下游河床底泥厚度,其中上游與下游為該河段之上游端點與下游端點設定 值,中間網格將由模式進行線性內插計算數值。
本研究所設定河道路徑與分段如圖 4-20 所示,名竹盆地範圍內濁水溪支流東 埔蚋溪與清水溪各為一個河段,濁水溪主流由名竹盆地右邊界至濁水溪沖積扇左 邊界入海分為六個河段,模式中共分為八個河段進行設定。各個河川斷面資料採 用經濟部水利署(2012)現地量測斷面資料,並簡化為八個點代表該斷面以符合 SFR2 模式輸入條件,其各個河段之簡化河川斷面如圖 4-21 與圖 4-22 所示。
圖 4-20 河流演算套件之河道路徑與分段設定
圖 4-21 名竹盆地區域河段之簡化河川斷面
圖 4-22 濁水溪沖積扇區域河段之簡化河川斷面
河川月流量資料採用集集攔河堰放流量資料作為濁水溪第一河段(LTK1)之入 流量輸入值,清水溪河段(Chin)採用龍門橋流量站紀錄作為輸入流量,東埔蚋溪河 段(DPLK)則採用延平橋流量站紀錄作為輸入資料,剩餘下游河段河川流量將由模
式計算河水與地下水之交換量後所得。
曼寧 n 值設定上引用「濁水溪本流治理規劃檢討」中利用河床質調查資料以 相關經驗公式推估後得到的結果,並考慮現地河床植生茂密程度、高低河槽、河 床坡降等等水文與地文因素,比較周文德(1959)依河床特性所提出之分類(如表 4-18 所示),得到 SFR2 曼寧 n 值輸入設定,如表 4-19 所示。此外上下游河床高程 採用水利署於濁水溪大斷面調查資料,列於表 4-19 中。
表 4-18 依河床特性分類之曼寧 n 值表
河床特性 最大值 一般值 最小值
A.緩坡河道
1.河道筆直、通水順暢、無漥蓄或深潭 0.025 0.030 0.033 2.與 1.同,但河道中較多石塊及雜草 0.030 0.035 0.040 3.河道通水順暢,具漥蓄、深潭及砂洲 0.033 0.040 0.045 4.與 3.同,但河道中較多石塊及雜草 0.035 0.045 0.050 5.與 3.同,河道中較多石塊及雜草,且低水位時出現
較多的無效通水斷面 0.040 0.048 0.055 6.與 4.同,但河道中具更多石塊 0.045 0.050 0.060 7.河道通水因受阻而緩慢、雜草叢生、具漥蓄、深潭 0.050 0.070 0.080 8.河道雜草非常茂密、具漥蓄、深潭,或通水斷面內
有厚密的樹枝殘株及水草站立 0.075 0.100 0.150 B.山澗,溪流中無植生,河岸通常陡峭,當高水位時
岸邊植生會部分浸入水中:
1.溪床粒徑以卵、礫石為主,偶有大塊石塊 0.030 0.040 0.050 2.溪床粒徑以卵石及大塊石塊為主 0.040 0.050 0.070
(資料來源:周文德,1959)
表 4-19 SFR2 曼寧 n 值與河床高程設定