率定案例主支流模擬

4.1.2.1 均質淤積案例（run21）

因陳氏(2002)對此水槽動床實驗案例已驗證了本模式對單一動床 渠道之模擬有相當之準確度，故在此不加詳述單一渠道模擬值與實驗 值之結果比較，僅繪出其模式模擬值。圖 4-3 為單一動床案例 run21 之模式模擬值於 1 至 10 小時底床變化示意圖。圖 4-4 為其模擬時間 10 小時後各時距之懸浮質濃度縱向剖面圖。由圖可知其模擬時間越 長，砂隨著水流往下游移動，下游之懸浮質濃度便越見升高。圖 4-5 為其模擬時間 10 小時後各時距之懸浮載源縱向剖面圖。圖中懸浮載 源隨著時距越長越趨平緩，也顯示其越往下游移動淤積，與底床變化 相符合。

圖4-6 至圖 4-10 分別為主支流案例 run21-A 於 1 小時、2.5 小時、

4.5 小時、7 小時以及 10 小時之渠道沿程模擬結果。由此五圖可知，

隨著模擬時間增加，匯流點後之底床因支流流量持續的匯入而漸趨沖 刷，而底床的淤積不似圖 4-3 往下游移動，應是支流對於主流之阻滯 現象明顯，使匯流點前上游之水流無法帶動砂量而成。此現象如減少

支流流量應有不同結果，於下段分析之。

圖4-11 為主支流案例 run21-A 模擬時間 10 小時後各時距之懸浮質 濃度縱向剖面圖。與單一渠道（圖 4-4）之剖面圖比較，其匯流點後 之懸浮質濃度因底床淘刷帶起床質砂粒而增加，時距越長越趨平緩。

匯流點之前因支流的阻滯作用導致其濃度驟降，不似單一渠道平緩。

圖4-12 為主支流案例 run21-A 模擬時間 10 小時後各時距之懸浮載源 縱向剖面圖。與單一渠道之剖面圖（圖 4-5）比較，圖中懸浮載源也 隨著時距越長越趨平緩，但僅淤積在匯流點之前，匯流點之後則是沖 刷現象，與底床沖淤現象相符。匯流點前之懸浮載源也明顯比單一渠 道大，造成主支流起始淤積高程比單一渠道深，此也應為支流阻滯現 象造成主流水流運送砂粒之能力減弱所致。

如上所述，由於本主支流案例採用支流與主流相同之流量模擬 之，故支流造成主流的阻滯現象明顯，故以下將支流之流量設定為主 流的十分之一，模擬結果如下所示。

圖4-13 至圖 4-17 分別為主支流案例 run21-B(支流流量=0.1 主流 流量)於 1 小時、2.5 小時、4.5 小時、7 小時以及 10 小時之渠道沿程 模擬結果。由前四圖可知，由於入砂淤積波前移動尚未到達匯流點，

故匯流點後之底床依然受到支流流量持續匯入而漸趨沖刷，但與圖

4-6 至圖 4-9 四圖比較，由於支流之流量減少，故底床之沖刷程度明 顯小於後者，合乎物理現象。而圖 4-17 顯示，入砂淤積波前已過匯 流點，且因支流對主流之阻滯現象已無如圖 4-10 如此明顯，故入砂 淤積波前持續向下游移動。

圖4-18 為主支流案例 run21-B (支流流量=0.1 主流流量)模擬時間 10 小時後各時距之懸浮質濃度縱向剖面圖。可知其與單一渠道（圖 4-4）之剖面圖曲線相近，但越近下游濃度漸小，尤以 dt=10hr 時最為 明顯，可見其也受支流阻滯效應影響，使的入砂波前無法持續向下游 傳遞。而與圖 4-11 比較，最大區別便是匯流點後之濃度變化並沒劇 烈變動，表示底床淘刷帶起之床質砂粒不多。圖 4-19 為主支流案例 run21-B (支流流量=0.1 主流流量)模擬時間 10 小時後各時距之懸浮載 源縱向剖面圖。與圖4-5 與圖 4-12 之剖面圖比較可明顯看出因支流阻 滯現象之減少，其淤積波前會超過匯流點，且起始淤積高程也無主支 流之懸浮載源縱向剖面（圖4-12）般高。

4.1.2.2 均質沖刷案例（run22）

圖4-20 為單一動床案例 run22 之模式模擬值於 1.5 至 9 小時底床 變化示意圖。圖 4-21 為其模擬時間 9 小時後各時距之懸浮質濃度縱 向剖面圖，隨著模擬時間越長，底床之淘刷量漸小，故濃度漸趨減小。

圖 4-22 為其模擬時間 9 小時後各時距之懸浮載源縱向剖面圖。由圖 可知底床上游部分呈現沖刷現象，下游部分呈現堆積現象，與底床沖 淤變化相符。

圖4-23 至圖 4-25 分別為主支流案例 run22-A 於 1.5 小時、4 小時 以及9 小時之渠道沿程模擬結果。由此三圖可知，因支流流量等於主 流流量，故匯流點後之底床劇烈沖刷，匯流點前之上游河床也因支流 對主流之阻滯作用而無似單一渠道(圖 4-20)般沖刷較深，甚至匯流點 前底床還會淤積，此現象如改變匯流點或減少支流流量應有不同結 果，於下段分析之。

圖 4-26 為主支流案例 run22-A 模擬時間 9 小時後各時距之懸浮 質濃度縱向剖面圖。與單一渠道（圖4-21）之剖面圖比較，除了因匯 流處之突然劇烈沖刷導致匯流點之懸浮質濃度突升外，匯流點後之懸 浮質濃度也因底床之淘刷而造成其濃度比單一渠道濃度大，與單一渠 道相似處為時距越長也越趨平緩。圖 4-27 為主支流案例 run22-A 模 擬時間9 小時後各時距之懸浮載源縱向剖面圖。圖中可看出匯流點後 之底床呈現沖刷現象，且比單一渠道（圖4-22）明顯，而匯流點前附 近呈現淤積現象，與底床沖淤現象相符。

另將本主支流案例改變匯流點處，由匯流點第 17 點改為第 37

點，且將支流之流量設定為主流的五分之一，模擬結果如下所示。

圖4-28 至圖 4-30 分別為主支流案例 run22-B(匯流點第 17 點改為 第37 點)於 1.5 小時、4 小時以及 9 小時之渠道沿程模擬結果。由此 三圖可知，由於匯流點之改變，上游受到支流之阻滯作用沒有如(圖 4-23 至圖 4-25)大，故可看出(圖 4-28 至圖 4-30)起始底床之沖刷比前 者多。圖4-31 與圖 4-32 分別為主支流案例 run22-B(匯流點第 17 點改 為第37 點)模擬時間 9 小時後各時距之懸浮質濃度縱向剖面圖與各時 距之懸浮載源縱向剖面圖。可由兩圖看出底床之變化趨勢。

圖4-33 至圖 4-35 則為主支流案例 run22-C(支流流量=0.2 主流流 量)於 1.5 小時、4 小時以及 9 小時之渠道沿程模擬結果。與圖 4-23 至圖 4-25 比較也可知，上游受到支流之阻滯作用沒有後者大，匯流 點後也因支流流量變小導致底床沖刷減小，合乎物理現象。圖 4-36 與圖4-37 分別為主支流案例 run22-C(支流流量=0.2 主流流量)模擬時 間 9 小時後各時距之懸浮質濃度縱向剖面圖與各時距之懸浮載源縱 向剖面圖。與前述幾個run22 主支流系列各時距之懸浮質濃度縱向剖 面圖與各時距之懸浮載源縱向剖面圖比較可知，run22-C 之剖面圖(圖 4-36 與圖 4-37)與單一渠道之剖面圖(圖 4-21 與圖 4-22)最為相近，不 過主支流之交匯後底床變化情形還是可以表現。