 |
橋基沖刷災害與防治因應對策 |
| |
歷年來台灣西部主要流域之主河道河床已大幅下降，並進而造成橋基裸露、跨河構造物毀損破壞等破壞災況。其中民國89年8月27日碧莉絲颱洪造成台1線高屏大橋橋墩P22之崩塌災情，此亦彰顯橋基沖刷災害之嚴重性與謀求相關防治沖刷因應對策的迫切性。 |
| |
|
|
海岸及港灣工程 |
| |
「海岸及港灣工程」 (Coastal and Harbor Engineering) 是一配合國家經建基本需求的研究領域，由於台灣地理環境與氣象條件的獨特性，本領域除基本學理之研究外，尚有本土區域性的課題。本學系設有中型平面波浪水池與斷面波浪水槽，並有完善的精密儀器設備，提供基本學理的試驗研究外，並已完成許多海岸及港灣工程的模型試驗研究。本學系目前在本領域進行的主要研究課題有： |
| |
|
| |
- 新型防波堤研發
- 波浪發電系統開發
- 海岸侵蝕防治之近自然工法研究
- 親水性海岸空間規劃與工法之研究
- 類神經網路在波浪、潮汐預報及海岸地形分析之研究
- 近岸波流場及海岸地形變遷之數值計算模式研究
- 海岸溢淹計算模式與預警系統之建立
- 孔隙彈性介質上之波流場特性與海床土壤反應之解析研究
- 海岸及港灣結構物波力分析與其穩定性之研究
|
| |
|
|
鈍體鄰近風場環境研究 |
| |
運用計算流體動力計算(computational fluid dynamics)的方法，模擬各式人工防風結構物鄰近之紊流風場、結構物受風效應，據以評估風場環境，提出設計準則。 |
| |
|
|
高層建築風力特性研究 |
| |
以數值計算的方法，檢視高層建築之風場與濃度場(污染擴散)之特性，尤其著重建物振動與風場間因互制作用(interaction)引起之氣彈力(aero-elastic)現象之探討。 |
| |
|
|
斜張橋風洞試驗 |
| |
以風洞(wind tunnel)進行斜張橋(cable-stayed bridge)之風力試驗，量測橋體之振動反應，檢討顫振(flutter)機制，評估結構之安全性。平行的研究則以流體與結構動力的交替計算，準確地預測出實際橋體的動態反應。 |
| |
|
|
滯洪水理演算研究 |
| |
都市化現象導致地表覆蓋減少及不透水面積增加，使土壤入滲率減低而地表逕流量增加；同時開發過程中，由於大量的土石挖填與裸露地表，致使大量泥沙隨雨水流出，易造成下游水土環境災害。為降低開發對下游水土環境之衝擊，於開發區內設置滯洪與沈砂設施，以降低洪峰流量及泥沙流出率，已是目前水土保持計畫必須進行的重要課題。主要研究方向如下： |
| |
|
| |
- 三角歷線滯洪理論
- 滯洪壩實驗研究
- 水文及水力數值演算模式
- 排砂特性研究
|
| |
|
|
土壤沖蝕 |
| |
基礎研究—為深入瞭解土壤沖蝕之力學機制，採用精密儀器光纖雷射杜卜勒測速儀（FLDV）與人工降雨器（挑高約9m），進行降雨對淺水明渠流水力特性之效應研究。
應用研究—進行台灣自然降雨之特性及其相關降雨沖蝕指數（rainfall erosivity）之探討，以配合國內其他相關研究，落實適用土壤流失公式及修正之通用土壤流失公式（Revised USLE）本土化之目標。 |
| |
|
|
高效率河川流量量測技術之研發 |
| |
台灣河川坡陡流急，中、高水位時流量量測困難，本研究擬採用新流速量測儀器（如聲波杜普勒流速儀，ADCP等），配合新流量理論與水利處河川局流量觀測站資料之分析，以期發展一套便捷而可靠之河川流量量測方法。 |
| |
|
|
堰壩投潭研究 |
| |
近年來，隨著人口的增加及社會的進步，山坡地的開發日益嚴重，再加上台灣地區受到地形及水文等因素的影響，每逢颱風豪雨時，往往造成山區溪流的嚴重沖蝕，甚而造成山崩、地滑等災害。因此，如何有效的防止此類災害的發生為目前最重要的課題。為解決河道沖刷問題，一般常於溪流中上游段設置防砂壩，防砂壩的功能，除了可以有效的攔阻及調節河床的砂石之外，尚能穩定河床，減緩河道縱向坡度，故防砂壩為溪流整治的主要工程之一。主要研究方向如下： |
| |
|
| |
- 堰壩投潭水躍消能研究
- 堰壩投潭局部沖淤動態研究
- 堰壩投潭渠床改善工法研究
|
| |
|
|
地震對水利設施破壞之研究 |
| |
於大型水利設施如水壩壩高至少十幾公尺大則達百公尺以上，一旦發生大規模坍方或地震，破壞水壩及其附屬結構物，將導致下游土石與洪水等嚴重災害，因此在設計之初，壩趾的選擇需著重於水庫兩岸的岩基穩定及壩體本身的耐震性因素。921集集大地震造成斷層錯動，導致台灣中部地區水利設施遭受損毀，如石岡水壩即為一案例。因此研擬收集大型水利設施的地質資料及耐震強度配合水理分析，也是非常重要的研究。主要研究領域如下： |
| |
|
| |
|
| |
|
|
鈍形體之馬蹄渦流與尾流流場研究 |
| |
在流體遭遇鈍形物體時(如橋墩、建築物...等)產生逆壓力梯度因而造成分流現象，形成三維馬蹄型渦流(horseshoe vortex)於鈍形體之前緣與兩側。本系橋基沖刷與雷射量測實驗室採用質點影像測速儀(PIV)與光纖雷射杜普勒測速儀(FLDV)量測流場中之速度進行相關的流場研究。 |
| |
|
|
跌水消能池週期性振盪流場探討 |
| |
跌水消能池可發揮攔阻上游砂石的功能、調整河床坡度、穩固上游邊坡坡腳，避免坡腳持續遭受溪流淘刷進而減少野溪土石淤積、以降低災害發生的機率。 |
| |
|
|
水文環境變遷與降雨逕流分析 |
| |
以降雨逕流分析模式及實測之水文觀測資料為基礎，本土化之模式參數以合理評估與量化因，農場、別墅社區等坡地開發、梯田休廢耕等水文環境變遷所導致之洪水增加量，提供國土開發規劃時之參考。 |
| |
|
|
灌溉排水工程 |
| |
利用機率分析法探討不同耕作與施灌方式對於有效降雨利用率以及灌溉用水量之影響。此外亦透過水旱田區對調洪功能分析之研究方法與成果，定量評估農地之調洪功能，以及其對於既設排水路之排洪能力的影響，重新檢討區域排水規劃的合理性。 |
| |
|
|
地理資訊系統應用 |
| |
集水區水文模擬為探討集水區降雨逕流關係重要方法，利用地理資訊系統輔助水文模擬可發揮地文參數求取精確及模擬即時性之效果。地理資訊研究室乃針對集水模擬區相關應用，整合地理資訊系統軟體功能及水文模式，使集水區水文模擬具備地理資訊自動化的功能，其對於集水區全盤之防洪規劃與整治甚有助益。 |
| |
|
|
變量流非均勻橋墩局部沖刷試驗模擬 |
| |
台灣西部主要河川目前河道普遍長期沖刷，颱洪變量流洪水迅急漲落常危及橋梁安全，近年來已有數起洪峰斷橋致人車落河之危害發生。本研究生主要進行常見非均勻橋墩不同覆土高之變量流清水沖刷試驗模擬，以提供橋梁相關設計單位之應用。 |
| |
|
|
變量流作用下固床工沖刷試驗研究 |
| |
目前台灣西部主要河川下游長期一般沖刷下，跨河橋梁橋基普遍祼露，為避免颱洪過程橋梁局部沖刷及河道短期一般沖刷造成橋梁毀損，且減緩對河道之衝擊，本研究採柔性四面體透水固床工進行變量流試驗研究，探求最佳水力工法應用於天然河道或堤岸之防護。 |
| |
|
|
颱洪河道泥砂運移監測技術研發與應用 |
| |
台灣河川具洪枯懸殊、坡陡流急特性，颱洪野外量測不易、致現有具參考價值之水文資料不足。為因應全球暖化氣候變遷下，颱洪或豪雨趨於高強度降雨集中特性，本研究進行颱洪中高流量下，水理、泥砂及沖刷觀測技術之研發，並結合動床模擬，以提供防災科技及規劃設計之應用。 |
| |
|
