連續滯洪池滯洪效應之研究

Abstract

在坡地開發中所需設置的滯洪池因經濟成本以及土地利用等因素可以單一式滯洪池以及連續式滯洪池來因應。 本研究初步建立單一式滯洪池與連續式滯洪池之水文分析理論,同時配合渠槽試驗。將單一式滯洪池與連續式滯洪池之入流量及出流量固定,來探討滯洪體積、體積比值與稽延時間等變因之變化關係。 結果發現連續式滯洪池之滯洪體積比單一式來的大,渠槽坡度較陡,則滯洪體積大的比例會小一些。另外,在坡度較陡的區域設置連續式滯洪池,其安全性將優於在同一區域設置單一式滯洪池。體積比值當中,當上池出流量 O1=(I1*O1)^0.5 時,最大滯洪體積之比例為5:5。在相同之洪峰削減量下,連續式滯洪池洪峰稽延時間比單一式滯洪池長。The detention ponds, which are required in the development of the slopeland, can be divided into single flood detention pond and consecutive flood detention ponds by the reasons of cost and land use. In this study, we establish the hydrology theory for the single flood detention pond and the consecutive flood detention ponds. We also made a flume experiment. We compared detention volume with the single flood detention pond and the consecutive flood detention ponds. Also, with the same outflow and inflow, we discussed the detention effect for different flume slope and proportion of detention volume. In the result, we found out that for the same detention effect, the volume of the consecutive flood detention ponds is larger than the single flood detention pond. The excessive detention volume rate will decrease while the flume slope increases. In addition, it will be safer to construct consecutive detention ponds at steeper land than to construct single flood detention. With the ratio of volume, When a outflow of the up pond, equals to another, , the proportion of the greatest volume of the flood detention ponds is 5:5.With the same peak attenuation, consecutive flood pond is longer than the single flood in the variation of peak lags.目錄 一.前言---------------------------------------------------1 1.1研究緣起-----------------------------------------------1 1.2研究動機-----------------------------------------------1 1.3研究目的-----------------------------------------------2 二.前人研究-----------------------------------------------3 2.1滯洪設施之相關研究-------------------------------------3 2.2滯洪體積之相關研究-------------------------------------6 2.3洪峰稽延之相關研究-------------------------------------8 2.4流量公式之相關研究-------------------------------------8 三.理論分析----------------------------------------------13 3.1理論方法----------------------------------------------13 3.2理論公式----------------------------------------------23 四.室內試驗設計------------------------------------------25 4.1試驗設備----------------------------------------------25 4.2試驗步驟----------------------------------------------31 五.結果分析與討論----------------------------------------38 5.1定量流試驗結果分析------------------------------------38 5.2變量流試驗結果分析------------------------------------44 5.3討論--------------------------------------------------61 六.結論與建議--------------------------------------------63 6.1結論--------------------------------------------------63 6.2建議--------------------------------------------------64 參考文獻-------------------------------------------------65 附錄一. 實驗數據------------------------------------附錄1-0 附錄二..流量歴線圖----------------------------------附錄2-0 圖目錄 圖3-1 單一式滯洪池歴線示意圖-----------------------------14 圖3-2 連續式滯洪池歴線示意圖-----------------------------15 圖3-3 單一式滯洪池歴線示意圖-----------------------------16 圖3-4 連續式滯洪池歴線示意圖-----------------------------17 圖3-5 單一式滯洪池洪峰稽延示意圖-------------------------21 圖3-6 連續式滯洪池洪峰稽延示意圖-------------------------22 圖4-1 三角堰設計示意圖-----------------------------------25 圖4-2 壓克力三角堰示意圖---------------------------------26 圖4-3 固定式開口滯洪壩模型正視圖-------------------------26 圖4-4 試驗渠槽平面配置與側視圖---------------------------27 圖4-5 試驗渠槽上下游照片---------------------------------27 圖4-6 抽水幫浦照片---------------------------------------28 圖4-7 水桶照片-------------------------------------------28 圖4-8 吸水海綿照片---------------------------------------28 圖4-9 活動式開口滯洪壩照片-------------------------------29 圖4-10 固定式開口滯洪壩照片------------------------------29 圖4-11 位移測針平台照片----------------------------------29 圖4-12 三角堰照片----------------------------------------30 圖4-13 調整用方塊照片------------------------------------30 圖4-14 單一式滯洪池側面示意圖----------------------------32 圖4-15 連續式滯洪池側面示意圖----------------------------33 圖4-16 連續式滯洪池上下池體積6:4側面示意圖--------------33 圖4-17 連續式滯洪池上下池體積4:6側面示意圖--------------33 圖4-18 三角堰入流照片------------------------------------34 圖4-19 單一式滯洪池照片----------------------------------35 圖4-20 方塊調整體積前照片--------------------------------35 圖4-21 方塊調整體積後照片--------------------------------35 圖5-1 以吸管構成之整流裝置示意圖-------------------------38 圖5-2 流量與有效水深之關係圖-----------------------------39 圖5-3 不同配置之三種坡度下滯洪體積與流量之關係圖---------49 圖5-4 相同配置之三種坡度下滯洪體積與流量之關係圖---------50 圖5-5 上池之尖峰出流量與滯洪體積比值之關係圖-------------51 圖5-6 流量與稽延時間之關係圖-----------------------------59 圖5-7 連續式滯洪池在坡度較陡地區-------------------------62 表目錄 表5-1 流量係數數據表-------------------------------------39 表5-2 方塊體積ㄧ覽表-------------------------------------41 表5-3 單一池試驗數據整理---------------------------------44 表5-4 連續池坡度ㄧ度時試驗數據整理-----------------------45 表5-5 連續池坡度三度時試驗數據整理-----------------------46 表5-6 連續池坡度五度時試驗數據整理-----------------------47 表5-7 上池洪峰出流量與Sr比值一覽表-----------------------52 表5-8 體積比值Sr與上、下池比例Sa/Sb 一覽表---------------57 表5-9 各配置之稽延時間一覽表-----------------------------5

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