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規劃工具與知識

經濟部水利署

水利規劃試驗所

Water Resources Planning Institute, Water Resources Agency, Ministry of Economic Affairs
水利規劃試驗所
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規劃工具

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海岸變遷數值模式

  1. 小尺度地形變遷模式

    計算局部侵蝕或淤積的變化量。適用局部地形變化之預測分析,一般為3-D 模式。

    小尺度模式名稱 功能
    MIKE3 FM模式(丹麥水力研究所,DHI) 廣泛應用於河口、港灣及海岸等地區, 模擬三維自由液面流動現象, 包括有: 對流- 延散(advection-dispersion)、水質、重金屬、優氧化、泥砂傳輸(sedimenttransport)、等水體運動情形。
    FLOW-3D(Dr. C.W. Hirt ) 應用在航太工程、機械鑄造、河川整治、船舶模擬、噴墨、塗抹領域、電機工程及海岸工程等。
    delft3d-wave(荷蘭WL | Delft Hydraulics) 流體力學、波動學、土砂流送、形態學、水質、水質中的粒子跟蹤和生態學。
    CMS-M3D 美國工兵團(US Army Corps of Engineers) 適用近岸構造物、沙洲潮口、導流堤等坡流場模擬。
  2. 中尺度地形變遷模式

    能模擬較大區域之海岸地形變遷,其流場計算利用二維水深平均流速觀念,配合三維地形變化理論建構之數理模式,一般為2-D 模式。

    中尺度模式名稱 功能
    MIKE21’s ST 模式 (丹麥水力研究所,DHI) 以波動密度平衡方程式求解因風、碎波、底床摩擦及流的阻絕所造成的波浪變形,流場考慮潮汐、風、科氏力、波浪輻射應力及底床摩擦等因素,輸砂計算則利用經驗公式。
    COMOR 模式 (荷蘭DELFT 水工試驗所,1989) 波場、流場及輸砂計算所考慮之環境因子、參數、引用公式大致類同。

     

    WATAN3 模式 (Ohnaka 和Watanabe,1990) 以緩坡波動方程式解析波浪之變形,近岸流流場考慮波浪輻射應力、底床摩擦效應及流體間的剪應力,運用功率觀點估算漂砂量,針對底床剪應力造成漂砂運動的因素,結合實驗資料建立一套漂砂量估算式。
    SMC模式(西班牙Cantabria 大學,1995-2002) 為西班牙Cantabria 大學在1995-2002 年間為西班牙政府環境部所研發,此模式目前已成為西班牙全國統一使用的綜合性海岸規劃與變遷軟體

    SMC web(www.smc.unican.es)

    Coastal Modelling System 前處理模組 短期海岸變遷模組
  3. 大尺度地形變遷模式

    主要考量大空間及長時間尺度的海岸地形變遷,一般為1-D 模式。

    單線模式名稱 功能
    荷蘭 Delft’s UNIBEST-LT 模式(Roelvink 和Stive,1989) 沿岸流主要是由波浪輻射應力及海潮流聯合作用所產生。
    丹麥 DHI’s LITPACK 模式 (Hedgaard 等人,1991) 與荷蘭UNIBEST-LT 模式同為deterministic 模式, 但其外力影響之物理量需同時考量底床摩擦、風剪力和沿岸水位差所致之驅動力。
    美國 CERC’s GENSIS 模式 (Hanson 和Kraus,1989) 由美國陸軍工程兵團海岸工程研究中心(CERC)發展,經Veri-Tech Inc 推廣,解析因波浪作用而產生之長期海岸線變化情形,且可應用在海岸線存有結構物時之情形,能解析漂砂側渡 (bypassing)或越過 (transmission)結構物活動之狀況。
    波蘭 IBM PAN SAND94 模式 (Szmytkiewicz,1995) 可解析波浪變形,近岸流、輸砂量及岸線變遷等。近岸流之產生是由波浪碎波後能量耗損所致,利用Battjes 和Janssen (1978)公式計算碎波及碎波後之波高變化。而沿岸輸砂量則採Bijker’s(1971)、Achers 和White (1973)及Grant 和Madsen’s(1979)等經驗公式推估。

最後更新時間:2017-10-27