本研究應用一維性非恆態流水理模式模擬雨水下水道分流之明渠流水理現象，本研究之一維性非恆態流水理模式應用普里斯曼隱性差分技巧(Preissmann's Scheme)及數值法模擬使用聖凡南假設(Saint Venant Hypotheses)推導連續方程式及動量方程式，並以數值雙掃法求解。上游之邊界條件為設計入流歷線，下游之邊界條件為非恆態水位歷線，並假設一恆態流之基底流量，由基底流量及下水道系統上、下游之邊界條件使用標準步推法(Standard-Step Method)求得各管渠之初始水深。
	本模式主要模擬馬蹄形管渠之明渠流水理現象，並以水工模型試驗之結果分析各人孔之水深與管渠之流量，驗證模式各項參數之準確性。

This research applys Preissmann's scheme and Double-Sweep Methos to establish a model to solve Continuity Equation,which is according to Saint Venant Hypotheses.The upstream boundary condition is assumed to be designed discharging hydrograph,while the downstream boundary condition is suumed to be water stage hydrograph of tidal.The base which discharges at each channel is assumed with a small discharge.Assumed the fact that the flow is steady.The initial depth of this model involves in downstream boundary condition's effect and is derived from downstream end using Standard-Step Method.
	This model is mainly simulates the horsehoe-shaped tube to open channel flow and base on the experiment result to prove the validity and accuracy of each parameter can be tested.

目錄
謝誌	                          I
英文摘要	                 IV
圖目錄	                        VII
表目錄	                        XII
第一章 前言        	          1
第二章 文獻回顧	                  3
第三章 實驗配置及測量方法	  6
3-1 實驗模型	                  6
3-1-1 模型主體	                  6
3-1-2 給水系統	                  6
3-1-3 模型粗糙度              	  6
3-2 模型參數比	                  7
3-3 儀器與設備介紹            	  8
3-3-1 自計水位計	          8
3-3-2 資料擷取系統	          8
3-4 量測方法	                  8
第四章 理論基礎	                  9
4-1控制方程式：                   9
4-2 初始條件	                 10
4-3 邊界條件	                 11
4-3-1 上游邊界條件               11
4-3-2 下游邊界條件	         11
4-4 設計流量	                 12
4-5 內部條件	                 12
4-5-1 質量守恆 	                 12
4-5-2 能量守恆	                 12
第五章 數值方法  	         14
5-1 普里斯曼四點隱性差分法       14
5-3 數值雙掃法	                 16
第六章 結果與討論	         18
6-1 數值係數	                 19
6-2上游邊界條件	                 20
第七章 結論	                 22
參考文獻	                 23
附錄一 明渠流之差分控制方程式   103
附錄二 係數 、 之回歸式	        106
附錄三 影響係數 、 及 之迴歸式	108

圖目錄
圖 1實驗渠道示意圖	24
圖 2 實驗渠道斷面圖	24
圖 3自計水位計	25
圖 4資料擷取系統	26
圖 5馬達控制器	27
圖 6非恆態流數值模式之流程圖	28
圖 7試驗人孔編號配置圖	29
圖 8差分方法格點之空間權重及時間權重示意圖	30
圖 9單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	43
圖 10單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	43
圖 11單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	44
圖 12單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	44
圖 13單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	45
圖 14單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	45
圖 15單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	46
圖 16單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	46
圖 17單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	47
圖 18單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	47
圖 19單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	48
圖 20單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	48
圖 21單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	49
圖 22單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	49
圖 23單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	50
圖 24單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	50
圖 25單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	51
圖 26單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	51
圖 27單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	52
圖 28單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	52
圖 29單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	53
圖 30單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	53
圖 31單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	54
圖 32單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	54
圖 33單一渠道之各人孔水深比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	55
圖 34單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	55
圖 35單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	56
圖 36單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	56
圖 37單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	57
圖 38單一渠道之各人孔水深比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	57
圖 39單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	58
圖 40單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	58
圖 41單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	59
圖 42單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	59
圖 43單一渠道之各人孔水深比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	60
圖 44單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	60
圖 45單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	61
圖 46單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	61
圖 47單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	62
圖 48單一渠道之各人孔水深比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	62
圖 49對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	63
圖 50對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	63
圖 51對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	64
圖 52對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	64
圖 53對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	65
圖 54對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	65
圖 55對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	66
圖 56對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	66
圖 57對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	67
圖 58對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	67
圖 59對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	68
圖 60對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	68
圖 61對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	69
圖 62對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	69
圖 63對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	70
圖 64對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	70
圖 65對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	71
圖 66對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	71
圖 67對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	72
圖 68對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	72
圖 69對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	73
圖 70對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	73
圖 71對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	74
圖 72對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	74
圖 73對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	75
圖 74對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	75
圖 75對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	76
圖 76對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	76
圖 77對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	77
圖 78對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	77
圖 79對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	78
圖 80對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	78
圖 81對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	79
圖 82對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	79
圖 83對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	80
圖 84對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	80
圖 85對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	81
圖 86對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	81
圖 87對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	82
圖 88對稱渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	82
圖 89主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	83
圖 90主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	83
圖 91主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	84
圖 92主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	84
圖 93主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	85
圖 94主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	85
圖 95主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	86
圖 96主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	86
圖 97主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	87
圖 98主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	87
圖 99主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	88
圖 100主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	88
圖 101主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	89
圖 102主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	89
圖 103主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	90
圖 104主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	90
圖 105主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	91
圖 106主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	91
圖 107主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	92
圖 108主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	92
圖 109主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.1之比較圖	93
圖 110主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.2之比較圖	93
圖 111主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.3之比較圖	94
圖 112主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.4之比較圖	94
圖 113主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.6、ψ值0.5之比較圖	95
圖 114主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.1之比較圖	95
圖 115主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.2之比較圖	96
圖 116主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.3之比較圖	96
圖 117主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.4之比較圖	97
圖 118主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.7、ψ值0.5之比較圖	97
圖 119主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.1之比較圖	98
圖 120主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.2之比較圖	98
圖 121主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.3之比較圖	99
圖 122主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.4之比較圖	99
圖 123主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.8、ψ值0.5之比較圖	100
圖 124主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.1之比較圖	100
圖 125主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.2之比較圖	101
圖 126主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.3之比較圖	101
圖 127主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.4之比較圖	102
圖 128主渠道分流之各人孔水深比、流量百分比與θ值0.9、ψ值0.5之比較圖	102

表目錄
表 1單一渠道 θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	31
表 2單一渠道 θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	31
表 3單一渠道 θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	32
表 4單一渠道 θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	32
表 5單一渠道 θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	33
表 6單一渠道 θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	33
表 7單一渠道 θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	34
表 8單一渠道 θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	34
表 9對稱渠道分流θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	35
表 10對稱渠道分流 θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	35
表 11對稱渠道分流 θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	36
表 12對稱渠道分流 θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	36
表 13對稱渠道分流 θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	37
表 14對稱渠道分流 θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	37
表 15對稱渠道分流 θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	38
表 16對稱渠道分流 θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	38
表 17主渠道分流θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	39
表 18主渠道分流θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	39
表 19主渠道分流θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	40
表 20主渠道分流θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	40
表 21主渠道分流 θ=0.6之各人孔尖峰水深比與ψ值	41
表 22主渠道分流 θ=0.7之各人孔尖峰水深比與ψ值	41
表 23主渠道分流θ=0.8之各人孔尖峰水深比與ψ值	42
表 24主渠道分流θ=0.9之各人孔尖峰水深比與ψ值	42

1. D. A. Lyn, and P. Goodwin，'Stability of a General Preissmann's Scheme，'Journal of hydraulic Engineering，ASCE，Vol.113，No.1，January，1987，pp. 16~28
2. F. M. Henderson，'Open Channel Flow，'Macmillan Publishing Co., Inc., New York，1996.
3. K. Subramanya，'Flow in Open Channel，'Mc Graw-Hill Publishing Company Limited，1982，pp.328~330
4. 王如意、易任，「應用水文學(上冊)」，國立編譯館出版，民68-71，第400~453頁。
5. 周靜芸，「非恆態流模式建立」，私立淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文，民國86年6月。
5. 溫美芳，「雨水下水道數值模式之建構」，私立淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文，民國94年6月。
6. 林家民，「雨水下水道數值模式與驗證」，私立淡江大學水資源及環境工程研究所碩士論文，民國105年6月。