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集集攔河堰堰面由於長期遭受洪水夾帶砂石之衝擊，導致磨損情形發生，此等磨損破壞現象是無可避免的。本計畫之目的旨在開發堰面磨耗即時監測方法，得於洪流發生時，可即時監測堰面混凝土之磨耗深度，並將針對洪水所挾帶的巨石對堰面混凝土之衝撞作用之特性進行監測，由監測資料之分析，可探討堰面之磨損與洪峰流量 溢洪道洩水量及洪流夾帶砂石衝撞間之關係，監測資料可提供堰面修復工程設計之參考依據，該即時監測技術之建立，將有助於提升溢洪道堰面修復設計、材料使用及工法選擇之能力，進而達到經濟有效維護溢洪道安全之目的。 堰面磨耗即時監測系統主要由下列元素組成：(1)配置於磨耗層內特定深度之數位感測及振動感應裝置；(2)串接各感應元件之耐候訊號線；(3)訊號擷取、傳輸及控制單元。當洪水來臨時，所夾帶之砂石造成堰面磨耗，當磨耗達到某一數位感測元件時，該數位感測元件將因砂石衝撞而造成訊號線斷路，即可偵測到磨耗深度已達該數位感測元件。至於振動感應元件則可偵測洪流夾帶巨石衝撞堰面時，引起混凝土振動，而使振動感應元件之閉合開關因為混凝土振動引起該元件通路及斷路之振動訊號。故本監測系統可以同時監測堰面混凝土之磨耗深度及是否有遭受到洪流夾帶巨石之衝撞。 監測地點安排乃研究團隊依據委託單位提供之歷年損壞資料，經研判且與業主共同討論後所選定，每一溢洪道具有上下左右四點配置特性，其優點有：(1)上下配置之監測結果可比較靠近水閘門與靠近射檻處堰面混凝土之磨損型態是否相同及遭受巨石衝撞二處之混凝土振動情形；(2)左右配置之監測結果可比較靠探討水流是否有因偏流造成二邊之磨損程度不一。 第8號溢洪道依閘門操作規定於2011年11月1日早上八點進行警告性放水，放流之最大水流量約為50 cms。監測結果顯示此次放流尚未能對堰面修復層產生明顯磨耗，主要原因為放流量不夠大且排放的水僅夾帶細砂，對於高強度耐磨混凝土修復之堰面並未能造成任何磨損。在水流與夾帶的砂作用下，在射檻與堰面交接處有較明顯之偶發性振動反應。 第9號溢洪道依閘門操作規定於2011年11月10日早上八點進行警告性放水，由於當日有明顯之雨勢，故接著進行調節性放水一直到11月13日凌晨兩點關閉閘門止，放流之最大水流量約為200 cms。監測結果顯示此次放流尚未能對堰面修復層產生明顯磨耗，主要原因為放流量仍不夠大且排放的水僅夾帶細砂，對於高強度耐磨混凝土修復之堰面並未能造成任何磨損。另外，可以發現放水量較大時(達200 cms)，則振動反應即較密集且連續，此與排水量較低(50 cms)之偶發性振動反應明顯不同。振動發生位置同樣的位於射檻與堰面交接處。 第8號、第9號與第17號溢洪道於2012年8月蘇拉颱風期間，堰面放流量提升至將近300 cms，在各點位皆開始有產生磨耗。監測結果顯示第8號溢洪道放流時所產生之振動反應最為激烈，其堰面磨耗深度亦為最深，第9號溢洪道放流時所產生之振動反應次之，其堰面磨耗深度略小於第8號溢洪道，而第17號溢洪道放流所產生之振動相當小，故沒有明顯之磨耗發生。此一現象顯示放流時夾帶砂石量愈多，將引起堰面振動反應愈激烈，且造成堰面磨耗愈明顯。 本研究已完成堰面磨耗即時監測系統之建立，對於高強度耐磨混凝土修復之堰面造成磨損已有相關紀錄。本研究亦針對洪水所挾帶的巨石對堰面混凝土之衝撞作用與磨耗間之關係進行探討，且已獲得明確之研究成果，所得監測資料證明本系統應用於現地即時監測的可行性。