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系統識別號 U0026-0808201911032200
論文名稱(中文) 抽水站出口與排水渠道夾角對排水效率之影響
論文名稱(英文) Influence of Angle between Pumping Outlet Pipe and Drainage Channel on Drainage Efficiency
校院名稱 成功大學
系所名稱(中) 水利及海洋工程學系碩士在職專班
系所名稱(英) Department of Hydraulics & Ocean Engineering (on the job class)
學年度 107
學期 2
出版年 108
研究生(中文) 李文俊
研究生(英文) Wen-Jung Li
學號 N87041144
學位類別 碩士
語文別 中文
論文頁數 65頁
口試委員 指導教授-呂珍謀
口試委員-詹勲全
口試委員-王裕民
口試委員-李明靜
中文關鍵字 防洪抽水站  抽水機出口管  排水渠道  沉水泵 
英文關鍵字 Flood drainage station  Pumping outlet pipe  Drainage channel  Submersible pump 
學科別分類
中文摘要 台灣地區位於溫帶與亞熱帶交界區,流域狹小、坡峻流短,雨季多集中於夏季,豐枯懸殊,常造成洪患與旱澇現象,近幾年來台灣由於全球環境氣候變遷致使極端降雨事件頻繁,降雨量大且集中;台灣隨著社會經建發展,土地開發利用稠密,人口聚集;特別是台灣西部河川部分低窪地區土地開發利用增加,極端氣候變遷下降雨強度屢屢增高。抽水站之運轉效率直接受到抽水機效率之影響,抽水機機組形式因地區差異其進出水構造物形式及佈設條件不同,使得抽水站運轉效率及操作條件掌握及為不易。故瞭解掌握抽水機出口管與排水渠道之流動特性之影響機制,對於抽水站運轉效率提升有極大助益。
本文旨在研究防洪抽水站抽水機出口管與排水渠道之夾角對抽水效率之影響。以高雄市五甲五抽水站建立模型進行測試。模型水通道中使用100w沉水泵抽送循環水。其最大流量為80 L/min。通道水位為0.55 m。改變出水管與水渠道之夾角(0∘45∘90∘三組角度),並以流量計測量抽水量,然後紀錄每種夾角對是否會對抽水站之防洪功效及對排水渠道之衝擊產生影響。本次實驗結果顯示抽水機出水管之設計安裝對抽水效率及渠道堤岸之影響極為顯著,在效率方面以排水渠道夾角為0∘與出水管高於排水水位之效率最佳,而對渠道堤岸之衝擊亦以0∘之夾角衝擊最小。就整體而言以出水管與渠道之夾角為0∘時其渠道流況最為順暢,為最佳之設計,。若能再將出水管出口設於洪水位以上更能增加抽水機之效率。結論與建議期能供爾後公私部門設計規劃的參考。
英文摘要 In Taiwan, flood and draught often result from concentrated rainfall in summer and narrow, steep and short rivers. In recent years, the workload of drainage station grows significantly as a result of rainfall increase from extreme climate change and progressing development of riverside lowland. Efficiency of drainage station is proportional to efficiency of drainage pump. However, the configuration and operational condition of pumping inlet and outlet vary with regional difference, so grasping the relationship between drainage pump efficiency and operational condition is difficult. Hence, investigating the influence mechanism on drainage efficiency of pumping outlet pipe and drainage channel contributes to effective improvement of drainage station efficiency.
This research investigates the influence of angle between pumping outlet pipe and drainage channel on drainage efficiency. The experimental model is based on Flood Drainage Station 5 of Wujia, Kaohsiung City. The water circulation in model water channel is driven by a 100w submersible pump and has 80L/min maximum flow rate. The water level in model water channel is 0.55m. The drainage rates in 0°, 45° and 90° angle between pumping outlet pipe and drainage channel are measured by flow rate meter, and the influence of angle change on drainage rate is recorded. The experimental results show that the effect of pumping outlet pipe configuration on drainage efficiency and channel wall is significant. The outlet pipe which has 0° angle to drainage channel and is installed above drainage water level is the most efficient and makes the least impact on channel. In general, 0° angle between pumping outlet pipe and drainage channel results in the smoothest channel flow, and the drainage efficiency can be additionally raised by installing pumping outlet pipe above flood water level. This conclusion and advice can provide guidance for future public and private drainage pump plans.
論文目次 摘要 I
Extended Abstract II
誌 謝 XIV
表目錄 XVII
圖目錄 XVIII
第一章 緒論 1
1-1 前言 1
1-2 研究目的 2
1-3 研究方法 2
1-4 本文組織 3
第二章 研究案例基本資料概述 4
2-1 抽水站設施基本介紹 4
2-2 案例描述 5
第三章原理與實驗分析 9
3-1 實驗設備 9
3-2 實驗方法 21
3-3 實驗模組之抽水機管線揚程及流量計算 26
3-4 實驗數據 30
第四章 結果與討論 52
4-1 抽水效率實驗分析 53
4-2 堤岸衝擊實驗分析 58
第五章 結論與建議 61
5-1結論 61
5-2 建議 63
參考文獻 64
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11. 學術研究(2012),台北市防洪抽水站案例之水工設計模擬探討,台灣世曦工程顧問公司水及環境工程部顧問、水利技師(李明德)及工程師(郭峰志)。
論文全文使用權限
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