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低水頭攔河閘壩庫區沖淤分析

為了解決水電鑽孔費用的問題，作者陳紹杞 這樣論述：

泥沙淤積向來都是影響水庫平穩運行的關鍵因素。在水庫建成後，庫區內水深增大、水面坡度減緩、流速減小、水流輸沙能力減弱，導致大量泥沙在庫內落淤。而當較多泥沙在庫區內沉積後，將會降低水庫的有效庫容，影響水庫的正常運行，抑制水庫綜合效益的發揮。本文以福建省的華安水庫為例進行研究，是因該水庫缺少建壩初期的地形資料和部分水文資料，所以需要考慮推算其原始河道地形並補全其缺失的水文資料，具有較大的研究價值。先基於鑽探資料與流域內的DEM資料，初步推算出庫區的原始地形，後再對入庫泥沙的輸移和沖淤過程分別進行一維與二維條件下的水沙模擬計算。通過一維與二維模型類比結果的相互驗證與對比推算出的原始地形資料，證明模型

的合理性，分析結果得到泥沙在庫區的淤積狀態及分佈規律，以期為華安水庫的合理運行及安全管理提供理論依據。本文主要的研究內容及成果如下：（1）針對華安庫區的泥沙淤積特性與淤積形態進行研究。通過地質鑽探對採集到的河床泥沙樣本進行土工實驗，得到庫區內淤積泥沙的物理特性與沉積規律。根據各鑽探斷面地質剖面圖中的卵石層高程線（原始地形高程線），再借助上游流域的DEM（Digital Elevation Model）資料擬合得到水麵線高程，推算出庫區內各點的原始地形高程，進而計算得出華安原始河道在庫區內的平均坡度為萬分之八點八。繪製華安水庫縱剖面變化圖，從圖中可看出庫區河道沿程泥沙淤積分佈較為均勻，因此判斷其

泥沙淤積形態為帶狀淤積。（2）研究一維條件下華安庫區的泥沙淤積形態，並對華安水庫運行至今的入庫泥沙總量進行模擬計算。採用ARIMA（Autoregressive Integrated Moving Average）模型外推出缺失年份的水文流量資料，並基於推算得到的庫區原始地形資料對該水庫長系列年的運行過程進行一維水沙模擬。首先通過將計算原庫容與設計原庫容進行比對，驗證了原始地形中斷面參數設置的合理性，而後對模擬結果進行分析得出以下結論：庫區內泥沙的沿程分佈規律與依據鑽探資料和DEM資料推算得出的結果一致，華安庫區呈現窄長的帶狀淤積，泥沙在壩前區域沉積較多，最大淤積厚度為1.15m；自建庫起至今

40年間庫區內的泥沙淤積總量為78萬m3。（3）研究二維條件下庫區床形的沖淤變化，分析水庫淤積斷面的橫向分佈規律。通過輸沙率法估算出華安庫區內的造床流量，對華安水庫庫區泥沙的沖淤變化與庫區斷面形態進行二維水沙模擬，並採用DEM體積計算法對二維水沙模擬結果進行計算，得到不同水位下的現有庫容，以校核庫容曲線。結果表明：類比斷面地形與實測斷面資料吻合較好；在庫區河道的彎道位置與開闊河段的河道主槽處有較多的泥沙落淤；水庫正常蓄水位對應庫容為443.7萬m3，泥沙淤積量則為76.3萬m3。

GPRMAX模擬地下水位之研究

為了解決水電鑽孔費用的問題，作者陳文翊 這樣論述：

目前非破壞性檢測(Non-Destructive Survey)使用於探測地下水的方法很多，有監測井、鑽孔、開挖與透地雷達...等。但這些方法中又以透地雷達最具有快速、費用低，為非破壞檢測最佳工具之一。但常受判讀人、事、時、地、物這五大原因而有所誤差，進而造成後續判斷上的歧見。對此國內外專家學者發展出使用數值模擬方法，輔助增加透地雷達剖面資料準確度，也增加資料判讀解釋上之依據。本研究採用GPRMAX數值軟體對台中東勢林場的地下水位置做2D/3D的模擬，並與透地雷達剖面資料結果來做比對。模擬比對結果顯示，透地雷達能顯示出地下水位的位置，GPRMAX模擬2D和3D結果與透地雷達剖面資料比對，其無

論2D或3D相似吻合度極高。顯示GPRMAX 2D/3D可用來模擬透地雷達檢測的地下水位置，有很高的準確度及可信度。