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普考申論題 111年 [水利工程] 水文學概要

第 一 題

📖 題組:
二、已知臺中市新社區的一座農場面積 10 公頃,111 年 6 月的一場暴雨發生後,鄰近雨量站測得到的時雨量(mm/hr)與直接逕流量(cms)如下表: | 時間 (hr) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | :--- | | 時雨量 (mm/hr) | 2 | 33 | 10 | 16 | 5 | 0 | | | | | | | | 直接逕流量 (cms) | 0 | 0.021323 | 0.055394 | 0.102909 | 0.155584 | 0.215068 | 0.267898 | 0.326555 | 0.132302 | 0.100861 | 0.010996 | 0 | 試求:(每小題 10 分,共 40 分) (一) 直接逕流體積。 (二) 有效降雨深度。 (三) φ 指數。 (四) 有效降雨延時 Te。
📝 此題為申論題,共 4 小題

小題 (一)

直接逕流體積。

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直接逕流體積是流量對時間的積分。在離散數據下,計算流量歷線下的面積。要注意:1. 單位轉換(cms 是 $m^3/s$,而時間間隔是小時);2. 使用梯形法或簡單加總(若假設每小時流量為觀測值)。在此題中,時間間隔 $\Delta t = 1$ 小時 $= 3600$ 秒。計算公式為 $V = \sum Q \times \Delta t$。

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【考點分析】 考查流量歷線(Hydrograph)的積分計算,涉及單位轉換(秒到小時)。 【理論/法規依據】

小題 (二)

有效降雨深度。

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有效降雨深度($R_e$)是指直接逕流體積均勻分布在流域面積上的深度。解題邏輯:$R_e = \text{體積} / \text{面積}$。注意單位轉換:面積是公頃($1 \text{ ha} = 10,000 \text{ m}^2$),計算出的深度單位通常要換算成毫米(mm)或公分(cm)。

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【考點分析】 考查有效降雨與流域面積的空間平均關係。 【理論/法規依據】

小題 (三)

φ 指數。

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$\phi$ 指數是假設下滲率為定值的模型。定義是:有效降雨深度等於總降雨中大於 $\phi$ 指數的部分。這是一個疊代或試誤的過程。我們需要找出一個 $\phi$ 值,使得 $\sum (P_i - \phi) \times \Delta t = R_e$(僅計算 $P_i > \phi$ 的時段)。

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【考點分析】 考查下滲損失計算中的 $\phi$ 指數法。 【理論/法規依據】

小題 (四)

有效降雨延時 Te。

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有效降雨延時 $T_e$ 指的是「產生直接逕流」的降雨持續時間,即雨量強度 $P_i > \phi$ 的時段總和。

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【考點分析】 考查有效降雨延時(Duration of excess rainfall)的定義。 【理論/法規依據】

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