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研究生: 黃鈺涵
Yu-Han Huang
論文名稱: 定水頭坡面入滲之實驗研究
An experimental study of ponding infiltration on sloping surface
指導教授: 周憲德
Hsien-Ter Chou
口試委員:
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 土木工程學系
Department of Civil Engineering
畢業學年度: 96
語文別: 中文
論文頁數: 92
中文關鍵詞: 濕鋒重力毛細力Green-Ampt方程式入滲
外文關鍵詞: Green-Ampt equation, Infiltration, Capillary force
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  • 本文主要以理論及實驗探討定水頭狀態下,土壤入滲於水平面與坡面實際入滲情況之差異。本文之理論分析是假設坡面入滲符合一維Green-Ampt方程式,入滲方向為與坡面垂直之方向,此方向為入滲初期主要受毛細力影響時之方向,因此透過理論式可了解主要受毛細力主導之時期。
    為配合Green-Ampt方程式之入滲性質(均質性且等向性),本研究採用Hele-Shaw模型實驗,且Hele-Shaw模型濕鋒內為飽和液體,可清楚判別及量測飽和濕鋒曲線;本文也針對實際土壤入滲情況做砂箱實驗,採用台灣九號砂來進行實驗,透過實驗不但能了解入滲變化過程,更可以與理論式之適用性做探討。
    由實驗結果得知理論式之適用範圍為初期之入滲部分,對於長時間 入滲較不適用,因為入滲一段時間後會逐漸受到重力效應之影響,使得入滲方向偏移至重力方向,因此定義一參數式加以判別入滲受重力影響顯著之時期。


    The infiltration processes across both the horizontal plane and the sloping surface under ponding condition are experimentally examined in this study. The Green-Ampt equation proposed by Chen and Young(2006) is compared with experimental data.. In one-dimensional case, infiltration along the normal direction is mainly controlled by capillary forces.
    A Hele-Shaw model was established, which satisfies the condition of homogeneous and isotropic for the Green-Ampt assumption. The saturated wetting front depth can be measured with the Hele-Shaw model approach. On the other hand, a sand-box experiment was established to observe real infiltration cases. According to the experimental data, the Green-Ampt model is only applicable at the beginning stage. The deviations between Green-Ampt model and experimental results become obvious afterwards due to gravitational effect. A dimensionless parameter define the time factor between the influence of capillary force and the gravity is proposed in this study.

    中文摘要 英文摘要 誌謝 目錄 表目錄 圖目錄 符號說明 第一章 緒論 1-1 研究動機 1-2 研究方法 1-1 本文架構 第二章 文獻回顧 2-1 降雨入滲特性 2-2 入滲公式 2-2-1 Richards入滲公式 2-2-2 Green and Ampt(G-A)入滲公式 2-2-3 Horton入滲公式 2-2-4 Philip入滲公式 2-3 保水曲線 2-3-1 經驗公式 第三章 研究方法 3-1 坡面形式Richards入滲公式 3-2 坡面形式Green-Ampt入滲方程式 第四章 實驗配置及方法 4-1 土壤基本性質測定 4-1-1 土壤比重分析 4-1-2 土壤粒徑分析 4-1-3 土壤吸力水頭實驗 4-2 HELE-SHAW模型實驗 4-3 砂箱實驗 第五章 理論式模擬與實驗結果探討 5-1 HELE-SHAW模型實驗 5-1-1 不同水頭之入滲 5-1-2 不同開口寬度之入滲 5-1-3 不同坡度之入滲 5-2 砂箱實驗 5-2-1 不同開口寬度之入滲 5-2-2 不同坡度之入滲 5-3 參數z* /S 5-4 二維效應之探討 第六章 結論與建議 6-1 結論 6-2 建議 參考文獻

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