用。
6~14cm、D= 2cm)，其關係式為：
074
像觀測法為二維試驗量測，因此對整體流場之流向以及流況之變 化，無法完全觀測到，建議將來可發展三維之量測技術，同時對 主流與側向流場流況作一整體量測，以呈現流場之三維流況變化。
4
4.. 本研究以定量流流況為試驗條件，建議將來可考慮變量流之流 況，以符合現地河川之流況。
參考文獻
1. Adrian, R. J. (1991), “Particle image techniques for experimental fluid mechanics”, Annual Review of Fluid Mechanics, 23, 261-304.
2. Barkdoll, B.D. (1999). ”Experiment investigation of flow past submerged vanes.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol 124, No. 5, 896-899.
3. Breusers, H.N.C. and Raudkivi, A.J. (1991). “Scouring.” Hydraulic
Structures Design Manual, 51-99.
4. Dargahi, B. (1990). “Controlling mechanism of local scouring.” J.
Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.116, No.10, 1197-1214.
5. Fincham, A.M. and Spedding, G.R. (1997). “Low cost high resolution DPIV for measurement of turbulent fluid flow.” Experiments in Fluids, 23, 449-462.
6. Ghorbani, B. and Kells, J.A. (2008). “Effect of submerged vanes on the scour occurring at a cylindrical pier.” J. Hydr. Res., IAHR, Vol. 46, No. 5, 610-619.
7. Gill, M.A. (1981). “Bed erosion in rectangular long contraction.” J.
Hydr. Division, ASCE, Vol. 107(HY3), 273-294.
8. Huang, H., Dabiri, D., and Gharib, M. (1997). “On error of digital particle image velocimetry.” Meas. Sci. Technol., 8, 1427-1440.
9. Keane, R. D. and Adrian, R. J. (1990), “Optimization of particle image velocimeters, Part Ι: Double pulsed systems”, Mease. Sci. Technol. 1, 1202-1215.
10. Liang, D. F. and Jiang, C.B. (2002), “A combination correlation-based interrogation and tracking algorithm for digital PIV evaluation”,
Experiments in Fluids, 33, 684-695.
11. Marelius, F. and Sinha, S.K. (1998). “Experimental investigation of flow past submerged vanes.” J. Hydraulic Engrg. , ASCE, Vol.124, No.
5, 542-545.
12. Melville, B.W. and Sutherland, A.J. (1988). “Design method for local scour at bridge piers.” J. Hydraulic Engrg. ASCE, Vol.114, No.10, 1210-1226.
13. Melville, B.W. and Raudkivi, A.J. (1996). “Effect of foundation geometry on bridge pier scour.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.122, No.4, 203-209.
14. Melville, B.W. (1997). “Pier and abutment scour: integrated
approach.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.123, No.2, 125-136.
15. Melville, B.W. and Chiew, Y.M., (1999). “Time scale for local scour at
bridge piers.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.125, No.1, 59-65.
16. Melville, B.W., and Coleman, S.E. (2000). “Bridge Scour.” Water
Resources Publications, LLC., Highlands Ranch, Colorado, USA.
17. Nogueira, J., Lecuona, A., and Rodriguez, P.A. (1997). “Data validation, false vectors correction and derived magnitudes calculation on PIV data.” Meas. Science and Technology, 8, 1493-1501.
18. Odgaard, A.J. and Mosconi, C.E. (1987). “Streambank protection by
submerged vanes.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, 113(4), 520-536.
19. Odgaard, A.J. and DeWitt, R.J. (1989). ”Sediment control by submerged vanes.” Proc. 20th Annual Conf. of the Int. Erosion Control Assoc., Vancouver, British Columbia, Canada.
20. Odgaard, A.J. and Wang, Y. (1990). “Sediment control in bridge water
ways.” IIHR Report No.336, Univ. of Iowa.
21. Odgaard, A.J. and Wang, Y. (1991). “Sediment management with submerged vanes. I: Theory.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, 117(3),
267-283.
22. Odgaard, A.J. and Wang, Y. (1991). “Sediment management with submerged vanes. II: Application.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, 117(3), 284-302.
23. Parola, A.C. Mahavadi, S.K., Brown, B.M., and EI Khoury, A. (1996).
“Effects of rectangular foundation geometry on local pier scour.” J.
Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.122, No.1, 35-40.
24. Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1977). “Effect of sediment gradation on clear water scour.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.109, No.3, 338-349.
25. Raudkivi, A.J. and Ettema, R. (1983). “Clear-water scour at
cylindrical piers.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.111, No.4, 713-731.
26. Raudkivi, A.J. (1986). “Functional trends of scour at bridge piers.” J.
Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.112, No.1, 1-13.
27. Tan, S.K. (2005). “Flow structure and sediment motion around submerged vanes in open channel.” Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, Vol. 131, No. 3, p132-136.
28. Westerweel, J. (1994), “Efficient detection of spurious vectors in particle image velocimetry data”, Experiment in Fluids, 16, 236-247.
29. Westerweel, J., Draad, A., Hoeven, J., and Oord, J. (1996),
“Measurement of fully-developed turbulent pipe flow with digital particle image velocimetry ”, Exp. Fluids, 20, 165-177.
30. Willert, C. E. and Gharib, M. (1991), “Digital particle image velocimetry”, Exp. Fluids, 10, 181-193.
31. Yanmaz, A.M. and Attinbilek, H.D. (1991). “Study of time-dependent local scour around bridge piers.” J. Hydraulic Engrg., ASCE, Vol.117, No.10, 1247-1268.
32. 周憲德等 (2001)， “橋台及橋墩沖刷防治工法之探討(二)”，交通 部委託研究計畫。
33. 郭丁元 (1994)， “表層隔板對橋墩沖刷保護之研究”，國立成功大 學水利及海洋工程研究所碩士論文。
34. 程仕帆 (2003)， “套環保護工法對減少橋墩局部沖刷之研究”，國 立中央大學土木工程研究所碩士論文。
35. 楊昇學 (2002)， “彩色值點影像測速法於瞬間潰壩流場之試驗研 究”，國立交通大學土木工程研究所碩士論文。
36. 盧志光、歐陽慧濤 (2006)， “河川潛板系統最佳設置位置之研 究”，第十五屆水利工程研討會，N 37-N 41。
37. 盧昭堯等 (2004)， “河道深槽沖淤量測及預測模擬變化潛勢評估 (以濁水溪為研究案例)（2/3）”，經濟部水利署水利規劃試驗所委 託研究計畫成果報告。
表 4-1 案例佈置條件與結果
表 4-2 案例佈置無因次參數對應墩鼻端沖刷深度迴歸分析係數表
參數 θ S/D L/D R-Sq
係數 0.013 0.5 0.146 0.964
圖1-1 Ghorbani and Kells 單導流板佈置圖 (Ghorbani and Kells，2008)
圖1-2 Ghorbani and Kells 雙導流板佈置圖 (Ghorbani and Kells，2008)
圖2-1 原始影像擷取圖
(上圖為原圖，左下為分離之藍色影像圖檔，右下為綠色影像圖檔)
圖2-2 藍、綠影像亮度分佈示意圖
圖2-3 imb、img 比對方式
圖2-4 將綠色點位移(m,n)後與藍色點重疊(matching)情況
0
圖 2-6 不一致流速向量圖(右下角虛線框處)
圖 2-7 去除不一致流速向量圖(右下角虛線框處)
圖2-8 RMS 誤差之示意圖
圖2-9 偏差誤差之示意圖
圖2-10 已知位移量 8 畫素之計算結果
圖 2-11 橋墩局部沖刷水流結構示意圖 (Melville and Coleman，2000)
圖2-12 導流板設置後產生尾跡漩渦及螺旋水流示意圖 (Odgaard & Wang，1991)
圖2-13 導流板產生尾跡渦流影響底床變化示意圖 (Odgaard & Wang，1991)
圖 3-1CPIV 儀器架設圖
圖3-2 雷射光頁照射與影像擷取位置示意圖
圖3-3Argon 雷射
圖3-4 多彩聲光調變器（PCAOM）
圖 3-5 PCAOM 所分出來之藍光及綠光示意圖
圖3-6 PCI-6601 訊號控制卡
圖 3-7 自製降壓電路板
0 20 40 60 80 100
0.01 0.1 1 10 100 1000
Grain size (mm)
圖3-8 試驗泥砂粒徑分佈曲線
圖3-9 流量率定曲線
圖3-10 最大沖刷深度流速條件示意圖 (Melville and Coleman，2000)
圖3-11 均勻粒徑之 Shields 始動剪力速度圖 (Melville and Sutherland，1988)
圖3-12 橋墩沖刷平衡時間歷程圖
圖3-13 試驗水槽佈置示意圖
圖3-14 導流板與橋墩佈置示意圖
圖3-15 相機角架固定裝置
圖4-1 間距佈置與橋墩、導流板最大沖刷深度關係圖
圖 4-2 間距佈置對應橋墩沖刷效益圖
圖4-3 間距佈置對應橋墩中心縱剖面圖
圖4-4 開口佈置與橋墩、導流板最大沖刷深度關係圖
圖 4-5 開口佈置對應橋墩沖刷效益圖
圖4-6 開口佈置對應橋墩中心縱剖面圖
圖4-7 攻角佈置與橋墩、導流板最大沖刷深度關係圖
圖 4-8 攻角佈置對應橋墩沖刷效益圖
圖4-9 攻角佈置對應橋墩中心縱剖面圖
圖4-10 案例 1 底床高程圖
圖 4-11 案例 1 橋墩中心縱剖面圖
圖4-12 案例 1 影像圖
圖4-13 案例 1 速度向量圖
圖4-14 案例 1 渦度場圖
圖4-15 案例 2 底床高程圖
圖4-16 案例 2 橋墩中心縱剖面圖
圖4-17 案例 2 速度向量圖
圖4-18 案例 2 影像圖
圖4-19 案例 2 渦度場圖
圖4-20 案例 3 底床高程圖
圖4-21 案例 3 橋墩中心縱剖面圖
圖4-22 案例 3 影像圖
圖4-23 案例 3 速度向量圖
圖4-24 案例 3 渦度場圖
圖4-25 案例 4 底床高程圖
圖4-26 案例 4 橋墩中心縱剖面圖
圖4-27 案例 4 影像圖
圖4-28 案例 4 速度向量圖
圖4-29 案例 4 渦度場圖
圖4-30 案例 5 底床高程圖
圖4-31 案例 5 橋墩中心縱剖面圖
圖4-32 案例 5 影像圖
圖4-33 案例 5 速度向量圖
圖4-34 案例 5 渦度場圖
圖4-35 案例 6 底床高程圖
圖4-36 案例 6 橋墩中心縱剖面圖
圖4-37 案例 6 影像圖
圖4-38 案例 6 速度向量圖
圖4-39 案例 6 渦度場圖
圖4-40 案例 7 底床高程圖
圖4-41 案例 7 橋墩中心縱剖面圖
圖4-42 案例 7 影像圖
圖4-43 案例 7 速度向量圖
圖4-44 案例 7 渦度場圖
圖4-45 案例 8 底床高程圖
圖4-46 案例 8 橋墩中心縱剖面圖
圖4-47 案例 8 影像圖
圖4-48 案例 8 速度向量圖
圖4-49 案例 8 渦度場圖
圖4-50 案例 9 底床高程圖
圖4-51 案例 9 橋墩中心縱剖面圖
圖4-52 案例 9 影像圖
圖4-53 案例 9 速度向量圖
圖4-54 案例 9 渦度場圖
圖 4-55 案例 10 底床高程圖
圖4-56 案例 10 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-57 案例 10 影像圖
圖 4-58 案例 10 速度向量圖
圖4-59 案例 10 渦度場圖
圖4-60 案例 11 底床高程圖
圖4-61 案例 11 橋墩中心縱剖面圖
圖4-62 案例 11 影像圖
圖4-63 案例 11 速度向量圖
圖4-64 案例 11 渦度場圖
圖 4-65 案例 12 底床高程圖
圖4-66 案例 12 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-67 案例 12 影像圖
圖 4-68 案例 12 速度向量圖
圖4-69 案例 12 渦度場圖
圖 4-70 案例 13 底床高程圖
圖4-71 案例 13 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-72 案例 13 影像圖
圖 4-73 案例 13 速度向量圖
圖4-74 案例 13 渦度場圖
圖 4-75 案例 14 底床高程圖
圖4-76 案例 14 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-77 案例 14 影像圖
圖 4-78 案例 14 速度向量圖
圖4-79 案例 14 渦度場圖
圖 4-80 案例 15 底床高程圖
圖4-81 案例 15 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-82 案例 15 影像圖
圖 4-83 案例 15 速度向量圖
圖4-84 案例 15 渦度場圖
圖 4-85 案例 16 底床高程圖
圖4-86 案例 16 橋墩中心縱剖面圖
圖 4-87 案例 16 影像圖
圖 4-88 案例 16 速度向量圖
圖4-89 案例 16 渦度場圖