第 一 題

「流線（Flow line）」指水分子在土壤孔隙中，受水頭差驅使而流動時所行經之實際連續軌跡。特徵包含：(1)曲線上任一點之切線方向，即代表該點之水流（流速向量）方向；(2)流線彼此之間絕對不會相交；(3)在等向性均質土壤中，流線與等勢能線永遠保持正交（垂直相交）。 實務應用為構成流線網的兩大基本要素之一，用以描繪地下水流動型態，進而輔助評估滲流量及流速。

「等勢能線（Equipotential Line）」指在土壤滲流場中，將「總水頭（Total Head）」相等的各點連接而成之假想曲線。 其特徵包含： (1) 總水頭相等：在同一條等勢能線上，水不發生流動（因無水頭差）。

「流線網 (Flow Net)」指在土壤二維穩定滲流問題中，為求解 Laplace 方程式，由多條「流線」與「等勢能線」相互正交所繪製而成的網狀圖形。 其基本特徵包含： (1) 幾何正交性：所有的流線與等勢能線在交點處皆互相垂直（正交）。

【破題】流線網為解二維穩定滲流之拉普拉斯方程式（Laplace Equation）的圖解法。 【論述】 流線網在大地工程實務上，主要有下列四大用途：

【破題】最經典且易於繪製的流線網範例為「打入透水土層中之單排板樁牆（Sheet Pile Wall）底部滲流」。 【作圖示意與說明】 （於試卷上繪圖時，需畫出上游水位、下游水位、板樁牆、透水土層及底部不透水層，並繪製網格）