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防洪与排水
第十一章、防洪與排水
• 第一節、積水、淹水與排水
• 第二節、堤防、防洪與排水
• 第二節、容易淹水的區位
• 第四節、地面水開發與環境變化
第一節、積水、淹水與排水
一、發生淹水的基本條件
• 1.積水(water accumulation)
• 天然及常態的積水稱為窪蓄;非常態的積水稱為
淹水(inundation) ;淹水的程度危害到人類生命及
財產安全,時稱為氾濫或水災(flood)
• 2.淹水(inundation)的條件
• (1)過多的降雨量;
• (2)地勢相對低窪;
• (3)(淹水地區)下游有水流受阻的瓶頸
• 臺北盆地為容易淹水之典型區域。
二、河流洪水的來源
• 1.基流(base flow) :地下水滲出
• 2.地中流(subsurface flow) :
• (1)管狀流(pipe flow) :飽和即未飽和管狀流
• (2)推壓流(piston flow) :空氣壓縮
• 3.飽和漫地流(saturated overland flow)
• 4.超滲漫地流(rainfall excess overland flow)
• 5.直接落到行水區的逕流
• 6.支流匯入之內水
坡地逕流模式
第二節、堤防、防洪與排水
一、河川下游平原區或都會區內水氾濫與外
水氾濫的差異
• 1.內水氾濫:堤內保護區人住的地方的排水溝或支
流的氾濫。主要有三種情況:
• (1) 排水受阻回堵積水。
• (2)雨勢過大,超過區域排水系統的防洪設計標
準。
• (3)抽水站之抽水機運作失常,回堵積水。
• 2.外水氾濫:行水區之水的氾濫
• (1)潰堤或堤防破洞—人禍
• (2)行水區洪水量超過防洪設計標準—天災
二、水歷線
河川下游之水歷線
三、都市地區河川或排水溝集水區瞬間排洪
能力的估算
• 1.以曼寧式或經驗數值計算平均流速
• 流速一般可用假設值替代:
• 大河流以3.5~2.1m/sec估算。
• 下水道中管內 ,在平坦地取0.9 ~1.0m/sec ;坡降
較大處以1.15~1.26m/sec ;
• 支線取0.6~0.9m/sec估算。
• 2.以流速-面積法(Q =VA)求河流或排水溝之最大
排洪能力。
• 3.以合理式求洪峰流量(過於粗糙) 、以洪水頻率(歷
年之經驗數據—最常用)或電腦模擬法、水工試驗
法等推算洪峰流量(m3/sec) 。
四、合理式(Rational formula)
• 用以估算雨後下水道或河川之洪峰流量(peak
flow) ,一般使用於集水面積小於100km2較適
合,且以用於下水道之排水設計最適當。
• Qp =(1/3.6)×CIA………………………(1)
• =0.2778CIA
• Qp :洪峰流量(m3/sec )
• C :逕流係數(無因次) :以查表決定。
• I :集流時間內的最大平均降水強度(mm/hr)
• A :流域面積(km2)
四、曼寧式(Manning formula) :計算平均流速
• Vm =(1/n) ×(R)2/3S1/2 …...…(2)
• 若水面寬度遠大於水深H時,R≅H⇒
• Vm ≅(1/n) ×(A/p)2/3S1/2 ………….(3)
• A :水流橫剖面積(m2)
• R :水力半徑(m)
• p :潤邊(m)
• n :粗糙係數(無單位)
• H :逕深(m)
• S :水面坡度(%) ,排水溝亦可以底床坡度代替
• Vm :平均流速(m/sec) 。
五、河流或排水溝之最大排洪能力估算
• Q =A ×Vm ………………………(4)
• Q =A ×(1/n)(R)2/3S1/2……………… (5)
• Q :排洪能力(m3/sec)
• A :河床橫剖面積(m2)
• Vm :可用曼寧式計算,也可直接以經驗數據。矩
形水渠之橫剖面積(A)≅橋墩寬度(W) ×橋面至河床
的高度(D)…………..(6)
• W :公尺
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