河道沖淤分析─以大甲溪下游為例

The Analysis on Riverbed Evolution – A Case in Downstream of Dajia River

邱繼弘(Chi-Hung Chiu)

指導教授 ： 王安培

中原大學/工學院/土木工程學系/碩士(2007年)

https://doi.org/10.6840/cycu200700826

摘要

中文摘要
民國88年九二一地震斷層帶於石岡壩附近跨越主要河道，造成地文、水理條件改變，大甲溪河道呈現逐年刷深趨勢，危及局部河段現有防洪、跨河構造物安全；尤其七二水災重創大甲溪護堤，下游客庄堤防、豐洲堤防、舊社護岸及石城護岸遭洪水沖毀，已引起各界對大甲溪治理規劃及措施的重視。
本論文之目的是應用模糊理論及灰色系統預測大甲溪下游河道之沖淤情形。以適應性網路架構模糊推論系統(ANFIS)探討河道在特殊情形下的沖淤狀況。經過現地資料調查與蒐集後，影響沖淤的主要因子為流量、含砂量、坡度變化、地文等，以各斷面之因子變化與以往的沖淤情形建立河道沖淤之模糊隸屬函數及模糊規則庫，利用規則庫的建立，經由模糊推論後得到河道沖淤的資訊，進而可預測特殊狀況下之沖淤情形。再配合灰色系統中的GM(1,1)模型及既有的資料建模再檢驗模型殘差，最後預測河道未來的高程變化。
灰色系統所預測出的高程變化無法表現出河道遭遇重大災害所產生的變化，而適應性網路架構模糊推論系統所建立出的規則庫可以預測流量或其他因子劇烈改變後的沖淤情形，因此以模糊推論出的沖淤變化修正灰色預測得到的河道高程，即可表現出河道沖淤的真實狀況，以作為未來治理大甲溪下游流域之參考。

關鍵字

隸屬函數 ； 大甲溪 ； 適應性網路架構模糊推論 ； 模糊理論 ； 沖淤 ； 模糊規則庫

並列摘要

Abstract
In 1999, 921 earthquake occurred. The fault crossed main watercourse near Shih-Kang Dam caused the change of the landform and hydrology. The main watercourse of Dajia River was scoured deeper and deeper every year, and endangered the control floods structures and the bridges nowadays. After the floods destroyed the dike of Dajia River on July 2, 2004, lots of attention was paid on the administration of Dajia River.
The purpose of this paper is forecasting the downstream scour and deposition according to the upstream conditions by adaptive network-based fuzzy inference system (ANFIS) and grey system (GM(1,1)). Four main factors about the scour and deposition are discharge, suspended sediment, gradient variation and geology. The fuzzy rule-base and membership functions can be established by the relations between the factors of every cross-section and the historical data.Therefore, the watercourse scour and deposition information will be obtained by fuzzy inference. Then we can predict the riverbed evolution by ANFIS and grey system.
Grey prediction system cannot show the riverbed evolution totally, but the fuzzy inference can express the extreme situation. Hence the riverbed evolution corrected with the data after fuzzy inference will be close to actual condition. In the future, this paper may be applied to administrate the downstream watershed in Dajia River.

並列關鍵字

Fuzzy theory ； Membership function ； Dajia River ； ANFIS ； GM(1.1) ； Fuzzy rule-base

參考文獻

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