高考申論題
105年
[水利工程] 水資源工程學
第 一 題
📖 題組：
某計畫區開發前、後在相同降雨條件下其直接逕流為三角形歷線如下表，依開發後洪峰流量不大於開發前設計原則，將所有逕流導入滯洪池並採用圓形放流孔口控制排放量。 (一)依逕流總量、洪峰到達時間及基期等，說明為何開發前後有所差異？（6 分） (二)此滯洪池滯洪體積至少需要多少立方公尺方能滿足設計？（8 分） (三)如滯洪池其溢流口與排放口中心高差 3 m，求放流口設計直徑（假設孔口流量係數值 0.6）？（6 分） 時間（分）及流量（m³/s）對照表： [表格略，詳見原題]
某計畫區開發前、後在相同降雨條件下其直接逕流為三角形歷線如下表，依開發後洪峰流量不大於開發前設計原則，將所有逕流導入滯洪池並採用圓形放流孔口控制排放量。 (一)依逕流總量、洪峰到達時間及基期等，說明為何開發前後有所差異？（6 分） (二)此滯洪池滯洪體積至少需要多少立方公尺方能滿足設計？（8 分） (三)如滯洪池其溢流口與排放口中心高差 3 m，求放流口設計直徑（假設孔口流量係數值 0.6）？（6 分） 時間（分）及流量（m³/s）對照表： [表格略，詳見原題]
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
依逕流總量、洪峰到達時間及基期等，說明為何開發前後有所差異？（6 分）
思路引導 VIP
看到土地開發前後逕流歷線比較，應直覺聯想「不透水面積增加」與「排水系統改善（地表糙率下降）」兩大物理機制的改變。接著將這兩項機制分別對應至題目要求的「逕流總量（入滲減少）」、「洪峰到達時間（流速加快）」與「基期（退水迅速）」進行條列式因果論述。
小題 (二)
此滯洪池滯洪體積至少需要多少立方公尺方能滿足設計？（8 分）
思路引導 VIP
首先確立設計原則，找出開發前洪峰流量作為滯洪池的容許最大出流量（0.6 m³/s）。接著利用連續方程式與簡化三角形歷線法，判斷最大滯洪體積將發生於「入流量等於出流量」之時刻（即 60 分鐘）。最後計算此時刻前入流與出流歷線的面積差，並注意時間單位的換算（分鐘轉秒），即可求得最小滯洪體積。
小題 (三)
如滯洪池其溢流口與排放口中心高差 3 m，求放流口設計直徑（假設孔口流量係數值 0.6）？（6 分）
思路引導 VIP
本題測驗滯洪池水理設計。首先依「開發後洪峰不大於開發前」原則，從表格找出開發前洪峰流量作為設計最大放流量。接著，在水位達溢流口時為最大水頭狀態，代入孔口流公式 Q = CA√(2gH)，即可反推所需之孔口截面積與直徑。