地特三等申論題
108年
[水土保持工程] 水土保持工程(包括植生工法)
第 3 題
📖 題組：
200 公頃的集水區內有一溪流寬 10 m 亟需整治，設計 50 年頻率降雨強度 I50= 100 mm/hr，逕流係數 C=0.85，⑴求其洪峰流量 Qp？該溪流亦為土石流潛勢溪流，溪床堆積的土體泥砂最大體積濃度為 Cm=0.65，溪床坡度 θ=15°。泥砂單位重 γs= 2.65 t/m3，水單位重 γ= 1.0 t/m3，土砂內摩擦角 ψ=35°。⑵求其土石流平衡體積濃度 Cd、土石流單位重 γm 及土石流洪峰流量 Qd？⑶並請設計矩形斷面整治該土石流潛勢溪流，使其流速不得大於 10 m/s，請問搭配之材質糙度至少為何（以 Manning’s n 表示）？ （註：相關公式 Cd = (γ * tan θ) / ((γs - γ) * (tan ψ - tan θ))；Qd = (Cm / (Cm - Cd)) * Qp；其他未附之公式屬於應熟悉記憶之公式）（20 分）
200 公頃的集水區內有一溪流寬 10 m 亟需整治，設計 50 年頻率降雨強度 I50= 100 mm/hr，逕流係數 C=0.85，⑴求其洪峰流量 Qp？該溪流亦為土石流潛勢溪流，溪床堆積的土體泥砂最大體積濃度為 Cm=0.65，溪床坡度 θ=15°。泥砂單位重 γs= 2.65 t/m3，水單位重 γ= 1.0 t/m3，土砂內摩擦角 ψ=35°。⑵求其土石流平衡體積濃度 Cd、土石流單位重 γm 及土石流洪峰流量 Qd？⑶並請設計矩形斷面整治該土石流潛勢溪流，使其流速不得大於 10 m/s，請問搭配之材質糙度至少為何（以 Manning’s n 表示）？ （註：相關公式 Cd = (γ * tan θ) / ((γs - γ) * (tan ψ - tan θ))；Qd = (Cm / (Cm - Cd)) * Qp；其他未附之公式屬於應熟悉記憶之公式）（20 分）
並請設計矩形斷面整治該土石流潛勢溪流，使其流速不得大於 10 m/s，請問搭配之材質糙度至少為何（以 Manning’s n 表示）？
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
本題需先利用合理化公式求算清水洪峰流量 (Qp)，接著代入高濃度泥砂體積濃度公式求出土石流洪峰流量 (Qd)。最後配合矩形斷面與曼寧公式 (Manning's equation)，設定流速上限作為臨界條件，反推所需的最小曼寧糙率係數 (n) 值。