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離岸風電區鄰近海岸漂沙機制探討(4/4)

離岸風電區鄰近海岸漂沙機制探討(4/4)

  • 統一編號GPN:1011000180
  • 出版日期:2021/02
  • 作/編/譯者:蘇青和洪維屏陳鈞彥
  • 語言:中文
  • 頁數:268
  • 裝訂:平裝


書籍介紹

離岸風電為臺灣近年發展之綠能產業,其距離離岸風電區最近的國際商港-臺中港,因定位為提供風機組裝碼頭及工作船靠泊母港,故扮演不可或缺的角色。本計畫針對臺中港進行海氣地象資料蒐集分析,且將歷年臺中港水深測量資料進行長時間水深變化分析。因考量離岸風機和臺中港之距離,受限於試驗水槽尺寸及造波條件,若同時將其建置於水槽內,恐造
成模型過小影響試驗準確度,故本研究將以多時段衛星遙測影像,探討苗栗離岸風機建置前後於龍鳳漁港至臺中港間岸線變化情形。
本計畫依據臺灣港務公司第四期北側淤沙區整治計畫可能之方案中,挑選兩個具代表性之案例,進行漂沙試驗及數值模擬,探討未來整治計畫之成效;配合綠能政策,未來欲於臺中港外興建LNG 碼頭,為維護港外靜穩水域則需搭配外廓堤之建置,本研究亦以水工模型試驗及數值模擬未來近程外廓堤興建後臺中港鄰近海域地形之變化。
本研究之成果可提供交通部航港局、臺灣港務股份有限公司等單位,做為規劃、設計、施工維護、航行安全等之參考。

目次

中文摘要 .......................................................................................................... I
英文摘要 .........................................................................................................II
目錄 ............................................................................................................... III
圖目錄 ........................................................................................................ VIII
表目錄 ....................................................................................................... XVII
第一章 前言 ................................................................................................ 1-1
1.1 研究動機及目的 ............................................................................. 1-1
1.2 研究範圍及對象 ............................................................................. 1-2
1.3 本年度研究內容及工作項目 ......................................................... 1-3
第二章 臺中港海氣象及鄰近河川資料蒐集分析 .................................... 2-1
2.1 氣象條件 ......................................................................................... 2-1
2.1.1 氣候 ............................................................................................ 2-1
2.1.2 風力 ............................................................................................ 2-1
2.1.3 颱風 ............................................................................................ 2-6
2.2 海象條件 ......................................................................................... 2-8
2.2.1 潮汐 ............................................................................................ 2-8
2.2.2 波浪 .......................................................................................... 2-11
2.2.3 海流 .......................................................................................... 2-16
2.3 地象及水文條件 ........................................................................... 2-19
2.3.1 地形 .......................................................................................... 2-19
2.3.2 地質 .......................................................................................... 2-19
2.3.3 河川及輸砂 .............................................................................. 2-20
2.3.4 底質粒徑 .................................................................................. 2-22
第三章 臺中港鄰近海岸地形變遷分析 .................................................... 3-1
3.1 臺中港鄰近海岸現況與特性 ......................................................... 3-1
3.2 漂沙特性分析 ................................................................................. 3-4
3.2.1 漂沙代表波浪特性 .................................................................... 3-5
3.2.2 碎波水深之決定 ........................................................................ 3-6
3.2.3 漂沙移動界限水深之計算 ........................................................ 3-7
3.2.4 沿岸流漂沙之界限水深(Closure Depth) .................................. 3-8
3.2.5 漂沙特性指標綜合整理 ............................................................ 3-9
3.3 歷年臺中港鄰近海岸變化趨勢分析 ............................................. 3-9
3.3.1 相關研究回顧 ............................................................................ 3-9
3.3.2 歷年平面水深變化分析 .......................................................... 3-13
3.3.3 分區侵淤量分析 ...................................................................... 3-18
3.3.4 沿岸漂沙量分析 ...................................................................... 3-19
3.4 離岸風機建置前、後臺中港鄰近海岸變化趨勢分析 ............... 3-22
3.4.1 歷年水深測量資料及離岸風機建置時程 .............................. 3-22
3.4.2 歷年平面水深變化分析 .......................................................... 3-24
3.4.3 分區侵淤量分析 ...................................................................... 3-25
3.4.4 沿岸漂沙量分析 ...................................................................... 3-27
第四章 遙測影像進行岸線變遷分析 ........................................................ 4-1
4.1 遙測技術背景分析 ......................................................................... 4-2
4.1.1 遙測影像應用於海岸地形變遷之研究 .................................... 4-2
4.1.2 UAV應用於地形地貌變遷之研究 ............................................ 4-3
4.2 以多時段衛星遙測影像分析周邊岸線之變遷 ............................. 4-4
4.2.1 資料來源 .................................................................................... 4-4
4.2.2 遙測影像評估 ............................................................................ 4-5
4.2.3 影像處理與灘線分析方法 ........................................................ 4-8
4.2.4 分析結果 .................................................................................. 4-15
4.3 以無人飛行載具(UAV)調查周邊海岸 ........................................ 4-23
4.3.1 選用無人機的類型及功能比較 .............................................. 4-23
4.3.2 航拍任務規劃及參數設定 ...................................................... 4-27
4.3.3 地面解析度 .............................................................................. 4-35
4.3.4 正射影像產製 .......................................................................... 4-36
第五章 漂沙水工模型試驗 ........................................................................ 5-1
5.1 水工模型試驗 ................................................................................. 5-1
5.1.1 試驗設備 .................................................................................... 5-1
5.1.2 試驗條件 .................................................................................... 5-2
5.1.3 試驗比尺 .................................................................................... 5-4
5.1.4 試驗步驟 .................................................................................... 5-6
5.2 預備試驗 ......................................................................................... 5-9
5.2.1 試驗條件 .................................................................................... 5-9
5.2.2 試驗原則 .................................................................................. 5-10
5.2.3 試驗配置 .................................................................................. 5-11
5.2.4 試驗結果分析 .......................................................................... 5-12
5.3 未來臺中港近岸水深地形模擬 ................................................... 5-25
5.3.1 試驗條件與佈置 ...................................................................... 5-25
5.3.2 未來1年及3年之試驗模擬結果 .............................................. 5-26
5.4 臺中港北淤沙區配置方案試驗 ................................................... 5-27
5.4.1 試驗條件與佈置 ...................................................................... 5-27
5.4.2 A、B配置方案之試驗模擬結果 ............................................ 5-28
5.5 臺中港近程外廓堤增建模擬試驗 ............................................... 5-36
5.5.1 試驗條件與佈置 ...................................................................... 5-36
5.5.2 近程外廓堤增建之試驗模擬結果 .......................................... 5-37
5.6 三維雷射掃描儀應用於試驗地形量測 ....................................... 5-39
5.6.1 作業方法及步驟 ...................................................................... 5-39
5.6.2 試驗地形現況量測作業程序 .................................................. 5-43
5.6.3 精度檢核 .................................................................................. 5-52
第六章 數值模式分析與探討 .................................................................... 6-1
6.1 西北太平洋風浪及水動力數值模式 ............................................. 6-1
6.1.1 水深地形資料 ............................................................................ 6-1
6.1.2 數值模式範圍 ............................................................................ 6-2
6.1.3 模式風、氣壓場資料 ................................................................ 6-4
6.2 西北太平洋風浪數值模式 ............................................................. 6-8
6.2.1 西北太平洋風浪模式參數設定 ................................................ 6-8
6.2.2 西北太平洋風浪模式模擬結果 ................................................ 6-9
6.3 西北太平洋水動力數值模式 ....................................................... 6-12
6.3.1 西北太平洋水動力模式參數設定 .......................................... 6-12
6.3.2 西北太平洋水動力模式模擬結果 .......................................... 6-13
6.4 臺中港及鄰近海域地形變遷數值模式 ....................................... 6-16
6.4.1 臺中港鄰近海域地形變遷模型範圍及水深地形資料 .......... 6-17
6.4.2 臺中港鄰近海域地形變遷模式各模組參數設定 .................. 6-18
6.5 臺中港及鄰近海域地形變遷現況模擬結果 ............................... 6-24
6.6 臺中港及鄰近海域地形變遷其他方案模擬結果 ....................... 6-32
6.6.1 A配置方案之數值模擬結果 ................................................... 6-34
6.6.2 B配置方案之數值模擬結果 ................................................... 6-41
6.6.3 近程外廓堤增建之數值模擬結果 .......................................... 6-48
第七章 結論與建議 .................................................................................... 7-1
7.1 結論.................................................................................................. 7-1
7.2 建議.................................................................................................. 7-4
7.3 成果效益與後續應用情形 ............................................................. 7-4

編/著/譯者簡介

主辦單位:港灣技術研究中心
主管:蔡立宏
計劃主持人:蘇青和
研究人員:洪維屏、陳鈞彥

序言/導讀

離岸風電為臺灣近年發展之綠能產業,其距離離岸風電區最近的國際商港-臺中港,因定位為提供風機組裝碼頭及工作船靠泊母港,故扮演不可或缺的角色。本計畫針對臺中港進行海氣地象資料蒐集分析,且將歷年臺中港水深測量資料進行長時間水深變化分析。因考量離岸風機和臺中港之距離,受限於試驗水槽尺寸及造波條件,若同時將其建置於水槽內,恐造 成模型過小影響試驗準確度,故本研究將以多時段衛星遙測影像,探討苗栗離岸風機建置前後於龍鳳漁港至臺中港間岸線變化情形。 本計畫依據臺灣港務公司第四期北側淤沙區整治計畫可能之方案中,挑選兩個具代表性之案例,進行漂沙試驗及數值模擬,探討未來整治計畫之成效;配合綠能政策,未來欲於臺中港外興建LNG 碼頭,為維護港外靜穩水域則需搭配外廓堤之建置,本研究亦以水工模型試驗及數值模擬未來近程外廓堤興建後臺中港鄰近海域地形之變化。 本研究之成果可提供交通部航港局、臺灣港務股份有限公司等單位,做為規劃、設計、施工維護、航行安全等之參考。

分類 其他詳細資訊
  • 適用對象:成人(學術性)
  • 關鍵詞:水工模型試驗、數值模擬、地形侵淤變化、衛星遙測影像
  • 附件:無附件
  • 頁/張/片數:268
授權資訊
  • 著作財產權管理機關或擁有者:交通部運輸研究所
  • 取得授權資訊:聯絡處室:交通部運輸研究所港灣技術研究中心 姓名:周于楨 電話:04-26587150 地址:台中市梧棲區中橫十路2號