雲彰地區抽水站抽水機械與抽水井構造物模擬...

抽水站具有抽水、排水的功能，台灣西部河川部分區域地勢低窪，故抽水站分佈暨多且廣，對區域的防汛安全，扮演非常重要的角色。抽水機吸水管口的位置，對於抽水井設計考量佔有重要影響，須要考慮到水泵吸水管進口要求，管口的位置除了會影響進水的流況，也直接影響抽水站建築的土建成本。抽水機運行時抽水井中的流況會有影響，為確保有良好的均勻流況，可以借助數值模型及水工模型的試驗分析，觀察水流的流態，測量流速分布，評斷修正抽水站的設計。今年度蒐集彰化地區現行鹿港抽水站及興建中的芳苑抽水站、下海漧抽水站資料，計畫區彰化地區抽水站較少，現行抽水站僅有1座，但民國100年度將會陸續完成芳苑抽水站及下海漧抽水站；雲林地區沿海地勢低窪，擁有眾多抽水站設施共計91座，主要分佈在沿海鄉鎮及北港溪沿岸。計畫採用CFD數值模型進行抽水井寬度、懸空高度、及淹沒深度的模擬研究，研究成果顯示影響抽水井流場最劇烈的參數為抽水井寬度邊界，其次影響抽水機運轉之邊界條件則為懸空高度，影響較小的則為抽水井淹沒深度條件之模擬。配合指標函數比較及流場現象分析結果，本次模擬條件下，抽水井寬度最佳組為B＝2.8D，懸空高度最佳組為C＝0.9D，淹沒深度最佳組為H＝2.2D，即為參考中科抽水站所設計之邊界條件。而綜合而目前模擬成果分析所得的最佳化範圍約為B≧2.5D、0.7D≦C≦1.2D、hs≧1.7D。本研究課題於國內相關著作相對較少，主要受限相對應的實驗數據十分稀有，而抽水機通常附有出廠的校正試驗數據，但是現地運轉的相關入流、出流資料則是相當罕見，建議主管機關未來規劃興建抽水站時可以增設抽水機械及抽水站構造物之相關流場觀測設施，以蒐集擷取抽水站運轉之相關重要數據，將可作為抽水站運轉操作之重要研判依據，並可回饋作為未來相關抽水站規劃設計或更新改善之重要依據。

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