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海岸水質擴散模擬

發佈日期 : 2023-10-27
黃翔瑜 ,  hsy57@mail.ncku.edu.tw ,  (06)2371938 #423
張裕弦 ,  yhchang@thl.ncku.edu.tw ,  (06)2371938 #421

海岸開發計畫 在施工階段可能擾動海底底質產生懸浮固體物(SS)擴散、或於造地完成階段港廓改變可能影響內陸排水之BOD、DO及大腸桿菌排放入海後之擴散,因此有必要輔以海域水質數值模擬,評估海域水質與開發工程之關聯性。研究內容介紹如下:

 海岸水質擴散模擬理論

海岸施工(比如離岸風場基樁與電纜鋪設)所產生懸浮固體物(SS)、與來自內陸排水的BOD、DO及大腸桿菌,排入開發計畫海域後會由潮汐反覆運動驅動物質於海域漂移與擴散,屬於二維方向的水理與水質擴散物理問題。

 數值模式

研究工作包含背景資料之收集與分析、模式建立與驗證、及海岸開發情境之擴散模擬,模式應用成大水工所之TW2D1模式進行海域的水理水質數值模擬,此模式已多次應用於離岸風場與多處海洋放流管海域開發計畫的水質擴散傳輸模擬,並以實測資料進行校驗,其在模式控制方程式與數值技巧方面之品管,均有相當程度之公信力。

 成果展示

以下展示實際海岸工程應用之研究成果。

 離岸風場施工產生懸浮固體物(SS)之擴散模擬成果

TW2D1模式針對「新竹離岸風力發電計畫」之海底電纜鋪埋工程,沿海底電纜路線以施工速率400公尺/小時進行連續舖埋,電纜路徑通過模擬區域內的270個格網,模式自第0天0時開始模擬,設定第1天0時開始舖埋第1處格網,機具每15分鐘舖埋完成1個施工格網(100 m),再移動至下一個施工格網進行連續舖埋,完成全部鋪埋作業後維持無施工狀態持續模擬到第20天0時,總共模擬20天,以瞭解完工後懸浮固體之消散情形。
 

 

 海岸開發造地後對BOD、DO及大腸桿菌等水質涵容能力之擴散模擬成果

TW2D1模式針對臺北港海域模擬淡水河入流與八里海洋放流管所排放汙染源於海域的漂移擴散情況,圖左為BOD隨潮汐的等濃度分佈圖,圖中為D0的等濃度分佈,圖右為大腸桿菌群密度的分佈情況。
 
 
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