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地特四等申論題 109年 [水利工程] 水文學概要

第 一 題

📖 題組:
試繪圖並解釋下列現象: (一)土壤在濕潤與乾燥過程之遲滯(Hysteresis)現象。(10分) (二)土壤水有那幾種?在不同季節因降雨量不同土壤水的變化。(15分)
📝 此題為申論題,共 2 小題

小題 (一)

土壤在濕潤與乾燥過程之遲滯(Hysteresis)現象。(10分)

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看到遲滯(Hysteresis)現象,首先聯想「土壤水分特性曲線(含水量與水分張力的關係)」。解題關鍵在於指出「乾燥(脫水)」與「濕潤(吸水)」兩條曲線不重合,並畫出示意圖(X軸含水量,Y軸張力),最後列舉造成此現象的物理機制(如墨水瓶效應、接觸角效應、封閉空氣等)即可拿高分。

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【破題】 遲滯(Hysteresis)現象是指同一土壤在「乾燥(脫水)」與「濕潤(吸水)」的過程中,其「土壤含水量(Volumetric water content, θ)」與「土壤水分張力(Suction head / Matric potential, ψ)」之間的關係曲線不重疊的物理現象。 【論述】

小題 (二)

土壤水有那幾種?在不同季節因降雨量不同土壤水的變化。(15分)

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解答本題應分為兩層次:首先,依據土壤基質吸力(水勢能)的大小,將土壤水精確分為重力水、毛細管水與吸濕水,並點出其與植物可利用性的關聯;其次,利用「田間容水量」與「凋萎點」為基準界線,動態描述豐枯水期(降雨量多寡)對這三種水分消長的影響,以及與入滲、地下水補注之關係。

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【破題】 土壤水受重力與土壤顆粒基質吸力(毛細管力與分子吸附力)之共同作用,依其受力狀態及物理特性可分為三類;其含量多寡直接受降雨補注與蒸發散耗損之季節性交替影響。 【論述】

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