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  • 泥砂觀測技術改善研發計畫. (2/2)
  • 點閱:2
  • 並列題名:Improvement of Sediment Monitoring Technique (2/2)
  • 作者: 林志平, 鐘志忠編著
  • 出版社:經濟部水利署
  • 出版年:2010[民99]
  • ISBN:978-986-02-3901-0 ; 986-02-3901-0
  • GPN:1009902164
  • 格式:PDF
  • 附註:主辦機關 : 經濟部水利署 ; 執行單位 : 國立交通大學(防災工程研究中心) 計畫編號: MOEAWRA09700117

內容簡介

颱洪期間之河川含砂濃度是一項重要的水文基本資料,但一般傳統的人工採樣觀測方式,因氣候、交通及安全等因素,缺乏時間解析度,無法掌握主要泥砂運移時機,且時間與人力成本高,積極推動自動化的泥砂觀測技術有其必要性。由於現有商業化儀器量測值易受懸浮質粒徑的影響且(或)其量測範圍太小,無法滿足粒徑隨時間而變化且濃度變化範圍大的環境,加上洪水期間為河川含砂濃度觀測之主要時機,但洪水時之高流速與夾帶之石塊與雜物,容易損壞精密儀器,現有儀器主要的元件置於水面下,不具可維護性,且因儀器昂貴無法兼顧現地監測之空間解析度。為克服上述困難,前期研究提出本土化的時域反射(Time Domain Reflectometry, TDR)含砂濃度觀測技術,並建立測試示範站,以評估商業化儀器與自製研發的新方法。該方法相對於傳統人工採樣,具有即時性、自動化及節省作業人力之特性;相較於目前市面上既有之設備(光學、超音波等),則具有經濟、維護性、高濃度觀測、不受粒徑大小影響等特性。

本計畫持續改善TDR含砂濃度觀測技術之量測精度、感測器型式及觀測方法,並蒐集更多資料,俾利持續改進。另本技術擬推廣至實務層面,惟尚須建立測站設置、儀器設備、觀測方式流程、資料處理及維護保養之相關作業程序或標準,並對於該技術更進一步應用於不同水文觀測項目上,提出評估與建議。本年度之量測技術改善成果,包含TDR泥沙濃度量測技術改良定案、相關四座示範測站維護與觀測資料分析、TDR泥沙濃度量測技術整合、全洪程泥沙自動化監測站建置方案評析與建議,以及相關技術或標準文件訂定及教育推廣。後續則建議進行TDR主機溫度效應影響因子確認與主機電子特性改善、持續維護既有示範測站,進而能落實現代化水文站正式建置,推動TDR泥砂濃度量測商業化推廣與修訂,包含TDR硬體系統與相關軟體配套措施,使本技術能完全落實本土化,放眼世界。以及建置水文觀測資料擷取/控制系統中心,整合與管控泥砂濃度、水位與土壤含水量等量測作業與資訊回傳,以掌握水文環境資訊,擴充水文資料供應,促進多元加值應用。

  • 摘要(第i頁)
  • ABSTRACT(第iii頁)
  • 結論與建議(第v頁)
    • 1. 結論(第v頁)
    • 2. 建議(第vii頁)
  • 目錄(第ix頁)
  • 表目錄(第xiii頁)
  • 圖目錄(第xiv頁)
  • 1. 計畫緣起及目的(第1頁)
  • 2. 計畫工作項目(第2頁)
  • 3. 97年度成果檢討(第3頁)
    • 3.1. 97 年度 TDR 泥砂濃度量測技術改良成果(第3頁)
    • 3.2. 97 年度既有自動化泥砂觀測站更新與維護狀況(第9頁)
    • 3.3. 97 年度研究總結與建議(第11頁)
  • 4. TDR 泥沙濃度量測技術改良定案(第12頁)
    • 4.1. TDR 泥砂觀測技術改善(第12頁)
    • 4.2. TDR 泥砂觀測技術標準化(第24頁)
  • 5. 觀測資料分析(第25頁)
    • 5.1. 測站觀測資料分析(第25頁)
    • 5.2. 全洪程泥砂自動化監測率定建議(第25頁)
  • 6. 既有自動化泥砂觀測站更新與維護(第29頁)
    • 6.1. 內灣觀測站更新維護(第29頁)
    • 6.2. 石岡壩測站更新維護(第36頁)
    • 6.3. 集集攔河堰測站更新維護(第45頁)
    • 6.4. 高屏攔河堰測站更新維護(第54頁)
  • 7. TDR 泥砂濃度量測技術整合(第61頁)
    • 7.1. TDR 自動化監測流程改善(第61頁)
    • 7.2. 硬體架構與設計(第63頁)
    • 7.3. 硬體系統整合與呈現(第67頁)
  • 8. 全洪程泥砂自動化監測站建置方案評析與建議(第71頁)
  • 9. 相關技術或標準文件訂定及教育推廣(第78頁)
    • 9.1. TDR 泥砂觀測技術標準化初步架構(第78頁)
    • 9.2. 泥砂觀測技術改善研發計畫教育訓練(第81頁)
  • 10. 參考資料(第86頁)
  • 委託服務計畫建議書審查會議意見回覆(第89頁)
  • 期中報告書審查會議意見回覆(第94頁)
  • 期末報告書審查會議意見回覆(第103頁)
  • 附錄 A 含砂濃度觀測方法說明(第A1頁)
    • A.1 濁度與含砂濃度定義(第A1頁)
    • A.2 含砂濃度與輸砂量觀測(第A2頁)
    • A.3 直接量測法(第A5頁)
    • A.4 間接量測法(第A7頁)
    • A.5 其他日本泥砂觀測技術回顧(第A24頁)
  • 附錄 B TDR 泥砂濃度觀測技術發展演繹(第B1頁)
  • 附錄 C TDR 波形自動化分析改良(第C1頁)
    • C.1 TDR 頻率域速度分析方法原理(第C1頁)
    • C.2 TDR 頻率域速度分析方法- 數值模擬驗證(第C6頁)
    • C.3 率定方法與溫度補償方法(第C10頁)
  • 附錄D. TDR 泥砂濃度量測技術標準文件(第D1頁)
    • D.1 TDR 泥砂濃度量測技術-量測原理(第D1頁)
    • D.2 TDR 泥砂濃度量測技術-量測系統建置(第D4頁)
    • D.3 TDR 泥砂濃度量測技術-感測器長度率定步驟(第D11頁)
    • D.4 TDR 泥砂濃度量測技術-泥砂介電度率定步驟(選用)(第D14頁)
    • D.5 TDR 泥砂濃度量測技術-泥砂濃度量測步驟(第D16頁)
    • D.6 TDR 泥砂濃度量測技術-室內量測準確度驗證步驟(第D17頁)
    • D.7 TDR 泥砂濃度量測技術-準確度與量測限制說明(第D18頁)
    • D.8 TDR 泥砂濃度監測設備整合圖說與元件說明(第D19頁)
    • D.9 TDR 泥砂濃度監測設備維護說明(第D26頁)
    • D.10 TDR 泥砂量測技術於水文、土石災害觀測應用(第D28頁)
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