水工模型自動化量測技術研發
為提升水工模型試驗效率與量測精度，本分署推動「水工模型自動化量測技術研發」，將傳統侵入式量測方式提升為自動化、非接觸式量測技術，避免量測儀器干擾流場，並建立更完整的水理資訊蒐集能力，提供水工試驗與工程規劃更精確的技術支援。
技術特色
本研究著重於先進量測技術之導入與技術移植，將國際成熟的大尺度粒子影像測速技術（LS-PIV）及非接觸式聲學水深量測技術應用於室內水工模型試驗。
LS-PIV可透過影像分析取得二維流速場資訊，有效解決傳統量測點位有限及影像扭曲問題，並結合多視角影像技術，提升流場分析能力；非接觸式聲學量測則具備高精度、低功耗及即時監測等特性，可快速取得水深資訊，並可結合物聯網技術發展遠端監測應用。
相較於傳統點位式量測，自動化量測技術可同步取得線狀、面狀甚至多維度之流速與水深資料，更完整掌握水流與地形交互作用，大幅提升水工模型試驗效率及資料品質。
成果應用
本研究已應用於大安溪模型、大甲溪模型(如圖1) 、基腳沖刷模型及淡水河二重疏洪道模型等多場水工模型試驗，完成流速及水深之自動化影像量測。
試驗過程透過多個控制點進行模型尺度校正，並將影像量測成果與本分署既有量測資料及聲波計量測成果進行比對驗證，證實自動化量測技術具有良好的準確性與可靠性。
研究成果已建立水工模型試驗自動化量測作業流程，可廣泛應用於河川治理、水庫工程、防洪構造物及沖刷試驗等各類水工模型研究，不僅提升試驗效率與成果精度，更為智慧水工試驗、數位孿生及水利工程智慧化發展奠定重要技術基礎。
河道堤防之基腳沖刷與保護試驗研究
臺灣河川受地形陡峻及颱洪事件影響，洪水流況複雜，部分河段因斜向水流衝擊造成堤防基腳劇烈沖刷，可能導致堤防傾倒或結構破壞。由於過去缺乏斜向水流作用下堤防基腳沖刷之系統性試驗資料，工程設計及修復後之抗洪效能評估仍存在不確定性。
為建立堤防基腳沖刷機制及保護工設計依據，本研究自民國101年至109年歷時9年，分3期辦理「河道堤防之基腳沖刷與保護試驗研究」，透過水工模型試驗探討斜向水流對堤防基腳沖刷之影響，建立工程設計參考資料(如圖2)。
技術特色
本研究採用等比水工模型，依福祿律相似原理進行試驗，分別建置1/50及1/100模型比例尺之試驗模型，模擬不同河川流況下堤防基腳沖刷行為。
試驗設置不同斜向水流攻角，包括30度、60度及75度等情境，並透過多組清水試驗，分析流量、底床砂粒徑、底床坡度、變量流尖峰流量及洪峰歷線等因素對沖刷深度之影響。
研究期間共完成339組試驗，涵蓋定床試驗、動床試驗、保護工試驗及變量流試驗等多種試驗類型，深入探討斜向水流作用下之水理流場特性、一般沖刷及基腳最大沖刷發展機制，並評估不同保護工配置之防護效果。
成果應用
研究成果透過模型試驗結果與現地觀測資料進行迴歸分析，建立斜向水流作用下堤防基腳沖刷之經驗式，提供河川治理及堤防設計時之量化評估依據。
試驗結果顯示，設置基腳保護工（如異型塊體配置）可有效降低最大沖刷深度，平均約可降低46%之沖刷深度，提升堤防結構安全性。
本研究成果可應用於河川堤防新建、復建工程之規劃設計、沖刷風險評估及工程維護管理，提供河川分署辦理防洪工程時重要技術參考，強化河川防洪設施韌性及因應極端洪水事件之能力。
應用於水工模型試驗之模擬軟岩特性材料可行性研究
臺灣西部河川部分河床屬軟岩地質，受颱洪豪雨作用時容易產生劇烈沖蝕，造成河床變化及河川構造物安全疑慮。然而，現有水工模型多以一般砂礫材料模擬河床，較難準確呈現軟岩河床之沖刷行為，影響工程試驗成果之應用。
本研究為先期性研究計畫，旨在研發適合應用於水工模型試驗之人工模擬軟岩材料，建立軟岩河床沖刷試驗之材料選擇與建置技術(如圖3)。
技術特色
本研究以材料之普遍性、低成本、易於重複製作及無毒性為主要評選條件，探討適用於水工模型軟岩地形建置之材料組合。
經材料特性比較分析後，選定具有無需水中養護、高度穩定性及優良疏水性等特性的**聚合物矽油（Silicone oil）**作為膠結材料，並規劃：
* 泥岩＋石膏／噴固精
* 玻璃砂＋矽油
等不同材料組合進行試驗。
研究透過清水沖刷、懸浮載沖刷及推移載沖刷試驗，分析不同模擬軟岩材料之沖刷特性、材料穩定性及製作可行性，以評估其應用於水工模型試驗之適用性。
試驗結果顯示，於清水沖刷條件下，98%泥岩、2%石膏配比之平均沖刷深度約為12.5 mm，最接近預期理想沖刷範圍8 mm～12 mm；而玻璃砂＋矽油組合則於材料均勻性、製作便利性及沖刷控制能力方面具有較佳表現，且可有效控制清水、懸浮載及推移載作用下之沖刷深度。
成果應用
綜合評估材料取得容易性、均質均向性、快速重製能力、沖刷控制精度及製作成本等因素，玻璃砂與矽油組合獲得最高評分（4.5/5），評選為最適合製作水工模型軟岩地形之模擬材料。
本研究成果建立人工模擬軟岩材料於水工模型試驗之初步應用技術，可提升軟岩河床沖蝕行為之模擬能力，未來可應用於河川沖刷機制研究、河道治理工程評估及防洪構造物設計分析。透過此技術發展，可補足傳統水工模型對軟岩河床模擬能力不足之限制，提升水工試驗成果可靠度，作為未來河川治理與水利工程規劃的重要技術支援。