集水區經營與水文學 申論題歷屆試題與參考架構
高考三級，民國 102～115 年共 13 份試卷、55 題，其中 49 題附參考答題架構。考這一科的類科：水土保持工程。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
115 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請以逕流歷線圖示意說明地表逕流（surface runoff）、中間流（interflow）、基流（baseflow）之相對位置，若將逕流歷線圖縱軸轉換為對數標示，退水段通常可以何種函數呈現？請說明地表逕流、中間流、基流在不同退水區段之特性。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
逕流歷線是降雨後流量隨時間的變化，可分解為地表逕流、中間流與基流三種成分。本題重點在於圖示三者相對位置，並說明半對數座標下退水段呈直線（指數函數），以及各成分退水速率的差異。
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- 2
某一土地重劃開發前與開發後之土地利用類別及對應之 CN 值列於下表，本區 24 小時延時、10 年重現期距之降雨量為 362 mm，請利用 SCS法計算開發後之有效降雨深度增量。（25 分）( P I a )2 1000參考公式： Pe S 10 P Ia S CN開發前土地利用 林地 果園土壤種類 A B A B CN 值 25 55 45 66面積百分比 30 30 20 20開發後土地利用 商業區 住宅 道路 公園CN 值 90 80 98 60面積百分比 20 40 15 25
（25 分）
參考架構・破題
本題考 SCS 曲線號碼法（CN 法）：先求開發前、後的面積加權 CN，換算最大可能滯留量 S 與初期損失 Ia，分別代入公式求有效降雨深度 Pe，兩者相減就是開發造成的有效降雨增量。
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- 3
某河川水文站之年最大洪水量符合對數皮爾遜第三類分布（Log-Pearson Type Ⅲ Distribution），流量記錄單位為 cms，依據 40 年流量記錄之統計特性，取 10 為底之對數後，平均值為 2.8，標準偏差為 0.3，偏態係數Cs 為 0.15。目前該水文站位置之橋梁面臨改建，擬以臨時圍堰保護橋梁施工區，若在三年的施工期間可接受的風險值為 0.271，請問圍堰應採用多少年重現期以及對應流量為設計標準。（25 分）2 Cs C s 參考公式： KT z 1 1 Cs 6 6 z 0 0.8416 1.2816 1.6449 2.3264 F(z) 0.5 0.8 0.9 0.95 0.99
（25 分）
- 4
集水區土砂收支分析是集水區治理規劃的重要課題之一，請詳述土砂收支分析過程中土砂生產量與土砂流出量之分析方法，以及所需蒐集調查之基本資料。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
集水區土砂收支是以「生產量」減去「流出量」評估集水區內土砂堆積或流失的平衡，用來判斷治理重點與防砂設施配置。作答應分別說明生產量與流出量的分析方法，並列出所需基本資料。
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114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請說明山坡地土地之可利用限度分類標準及其土壤沖蝕程度之分級。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
山坡地土地可利用限度分類，是依土地的坡度、土壤有效深度、沖蝕程度、母岩性質等因素，將土地劃分為不同等級，作為土地適宜使用與水土保持規範的依據。本題須說明分類標準與土壤沖蝕分級兩部分。
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- 2
請說明大規模崩塌之定義、影響範圍之堆積型態及其潛勢區危險等級評估方法。（25 分）
（25 分）
- 3
試說明集水區防災計畫之調查目的、特性與項目。（25 分）
（25 分）
- 4
試說明經歷 40 小時的降雨事件後，某集水區從鄰近三處雨量站的降雨資料獲得該事件降雨頻率之分析步驟。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題是以多個雨量站資料推求一場長延時降雨事件的集水區降雨量，並進行頻率分析。作答重點是步驟化：先由點雨量求得面雨量，再取得歷年同延時資料，配置適當機率分布，推求該事件的重現期。
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113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請詳述如何訂定土地開發前後逕流量計算？（15 分）及出流管制量。（10 分）
（25 分）
參考架構・破題
土地開發會增加不透水面積，使逕流量增加、洪峰提早。水土保持與出流管制的核心是使開發後的洪峰流量不超過開發前，並以滯洪或調節方式控制出流量。本題分兩部分：逕流量計算（15 分）與出流管制量（10 分）。
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- 2
在一集水區內，如何研擬水土保持防砂設施之減碳策略。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
防砂設施（如攔砂壩、潛壩、固床工）多以混凝土為主，材料生產與施工產生碳排放。減碳策略應涵蓋規劃、設計、材料、施工與維護的全生命週期，並優先採用低碳與自然解方。
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- 3
於 24 小時內，雨水落在一面積為 2 km2 的停車場上，累積了 15 mm 的水深。試求該場降雨相當於平均多少 cms 的流量？（25 分）
（25 分）
- 4
請列表詳述近半世紀以來，在集水區經營方面（例如：構造物形式材質、參與對象以及治理目的）之創新與發展趨勢。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
近半世紀來集水區經營由單純的工程防治，逐步轉向整合生態、社區參與與氣候變遷調適的綜合治理。本題要求列表比較，可依「構造物形式材質、參與對象、治理目的」等面向，比較早期與近期的差異。
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112 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請繪製集水區整體調查治理規劃之作業流程圖。（25分）
（25 分）
參考架構・破題
集水區整體調查治理規劃是一套由問題界定、調查分析到方案擬定與執行檢討的系統程序。本題要求繪製作業流程圖，應以清楚的步驟與方框箭頭呈現，並簡要說明各步驟內容。
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- 2
為避免水土保持處理與維護措施影響棲地環境，請詳盡說明生態棲地改善與復育工程處理的主要原則。（25分）
（25 分）
參考架構・破題
水土保持工程與維護措施若忽略生態，可能造成棲地切割、破壞與水域連續性中斷。生態棲地改善與復育工程的原則，是以保全、減輕、補償與復育的順序，維護原有生態系功能。
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- 3
請說明集水區整體治理之水土保持處理與維護之間接效益（不可量化之效益）：需包含社會效益、生態環境效益及風險管理效益等。（25分）
（25 分）
參考架構・破題
水土保持處理與維護的直接效益（減少土砂量、保全標的）可用貨幣量化，但集水區整體治理更重要的是難以貨幣化的間接效益。作答應從社會、生態環境、風險管理三個面向，說明治理如何提升整體福祉與永續性，並各舉具體實例佐證。
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- 4
已知某集流點位址之重現期 T 40 年時，其洪峰流量為 2000 m 3 /sec；重現期 T 2 年時，其洪峰流量為 800 m 3 /sec ，假設符合極端值分布（Extreme Value Type I）。試求重現期為100年之洪峰流量為何？假設該位址之水工結構可抵抗重現期為200年之洪峰流量，試問該水工結構能否抵抗洪峰流量為 2500 m 3 /sec 的洪水？（25分）6 T KT 0.5772 ln ln π T 1
（25 分）
參考架構・破題
本題用極端值第一型（Gumbel）分布的頻率因子法 QT＝μ＋KTσ：由兩個已知重現期的流量聯立解出平均值與標準偏差，再推 100 年與 200 年洪峰，比較 200 年洪峰與 2,500 m³/s 判斷結構安全。
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110 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
試述生態系服務之類別；並說明集水區生態系服務價值之評估方法。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
生態系服務是人類從生態系統獲得的各種利益。本題兩問：先依千禧年生態系評估（MA）的分類說明四大類服務，再說明集水區生態系服務價值的評估方法，並強調集水區以水為核心的特性。
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- 2
何謂概念模式（conceptual model）；如何以概念模式結合環境指標推估集水區之降雨逕流及泥砂產量。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
概念模式是以簡化的物理概念（如蓄水槽、線性或非線性水庫）表示集水區降雨逕流過程的模式，介於黑箱模式與完全物理模式之間。作答應先定義與特色，再說明如何以環境指標（地文、土地利用、土壤、植生等）率定參數，推估逕流與泥砂產量。
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- 3
試以面向（aspect）、項目（project）及指標（index）等之階層分析，說明如何量化評估集水分區之土砂災害韌性。 （20 分）
（20 分）
參考架構・破題
土砂災害韌性指集水分區在土砂災害衝擊下抵抗、吸收、適應並恢復的能力。本題要求以「面向—項目—指標」三層階層，配合層級分析法（AHP）等權重與計分，量化評估各集水分區的韌性。
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- 4
土地利用變遷會反映在集水區地文及水文變化；試說明如何萃取集水區土地利用變遷之熱點區位。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
土地利用變遷會改變下滲、蒸發散、逕流與侵蝕，導致地文與水文變化。所謂「熱點區位」是變遷劇烈、對水文或土砂影響顯著的空間位置。作答應說明如何用遙測與 GIS 偵測變遷，再以空間統計與水文敏感度指標萃取熱點。
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- 5
民國 98 年莫拉克颱風重創臺灣南部山區，造成集水區大規模崩塌及大量土砂堆積河道，試述野溪清疏對策及效益評估。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
莫拉克颱風造成大量崩塌與土砂淤積河道，使河道通洪斷面縮小、洪氾與二次災害風險升高。野溪清疏是降低風險的重要手段，但須在防災效益與生態、土砂平衡之間取得平衡。作答應先說明清疏對策，再說明效益評估方法與注意事項。
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109 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
一集水區在某月份（30天）之降雨其等雨量線範圍及其間的面積如下表所示。若該月份在集水區出流口處（Outlet）所測得的平均地表逕流量為900 m3/hour，且該月的入滲量測得為106 m3。若忽略集水區內土壤中水分的變化量及其它損失量，試推估該集水區在這月份因蒸發所產生之損失量（以m表示）？（25分）等雨量線範圍（cm） 10~20 20~30 30~40 40~50等雨量線間之面積（km2） 3 2 4 1
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 2
集 水 區 的 水 文 量 會 因 水 文 過 程 的 不 同 ， 而 造 成 所 謂 的 遲 滯 現 象（Hysteresis）。請舉例說明何謂遲滯現象並解釋引致此遲滯現象可能的物理因素？（25分）
（25 分）
- 3
集水區常因地下水超抽而造成地層下陷及海水入侵等的國土問題，而地下水補注是集水區地下水保育的重要方法之一。試說明地下水人工補注的方法與技術？（25分）
（25 分）
- 4
試說明何謂單位歷線（Unit Hydrograph）？某一集水區因都市化對其單位歷線的洪峰流量及到達洪峰流量的時間有何影響變化？如果有一暴雨事件，其24小時累積降下350 mm的雨量，都市化前的單位歷線下面積及都市化後的單位歷線下面積，何者較大？（25分）
（25 分）
108 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
某集水區其 1 小時有效降雨形成之單位歷線 U(1,t)，如下表：時間（hr） 0 1 2 3 4 5流量（cms） 0 150 450 300 150 0試求⑴S 歷線；⑵有兩場各 3 小時暴雨的有效雨量分別為 2.6 cm 及3.6 cm，若平均入滲率為 0.2 cm/hr，河川基流量為 10 cms，該暴雨所造成的洪水歷線與洪峰流量？（25 分）
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 2
全球暖化對臺灣集水區經營與水資源利用有那些重大影響？為因應氣候變遷帶來的衝擊，集水區經營應著重的方針為何？（25 分）
（25 分）
- 3
試說明流域大小（size） 、形狀（shape） 、坡度（slope）、排水密度（drainage density）與土地使用（land use）等流域特性對流量歷線（flow hydrograph）之影響。（25 分）
（25 分）
- 4
請敘述集水區水文環境分析包括水文、水理及土砂生產量的推估方式。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
集水區水文環境分析是治理規劃的基礎，須依序推估「水文量（雨量、洪峰流量）」、「水理條件（水位、流速、通水能力）」與「土砂生產量」，作為構造物設計與保育措施依據。
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107 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
永續發展是集水區水資源管理的願景，需考慮水資源系統的承載力與負荷，請說明如何透過對水資源系統承載力與負荷的管理措施，來達成水資源永續管理的目標。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
水資源承載力是系統在不破壞生態與永續前提下能支撐的最大用水與污染負荷；負荷是社會經濟活動實際施加的壓力。永續管理就是讓「負荷≦承載力」，同時透過管理提升承載力、降低負荷。
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- 2
集水區治理規劃應依土地利用現況、保全對象及治理成效等，採取適當治理內容。請說明集水區治理之內容與要點。（25 分）
（25 分）
- 3
集水區整體治理係以河溪治理、土砂控制及坡地保育等水土保持處理與維護為主軸，請說明透過水土保持處理與維護可獲取之直接效益與間接效益。（25 分）
（25 分）
- 4
已知一集水區之集流面積為 64.8 平方公里，若其 2 小時單位歷線如下圖之三角形，計算此 2 小時單位歷線之尖峰流量（Qp）？若有一場持續 4 小時之降雨，降雨強度為固定 15 mm/hr，假設入滲指數為 5 mm/hr，基流量固定為 10 cms，計算此場降雨之逕流歷線。（25 分）流量流量 Q Qp (cms) (cms)小時小時0 3 6
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
106 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
於擬定防災與保育並重之集水區經營計畫時，請歸納所應考量之規劃項目。（20 分）
（20 分）
- 2
列舉形成崩塌地之原因及其對應影響因素。（20 分）
（20 分）
- 3
從水土資源保育觀點說明近年來漸被推廣之「海綿城市」概念。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
海綿城市是讓城市像海綿一樣具有「吸水、蓄水、滲水、淨水」能力，下雨時蓄留入滲、需要時釋放利用，從水土資源保育觀點，它是將集水區保育理念延伸到都市的源頭逕流管理。
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- 4
說明進行野溪治理時所需要之水文分析項目及程序。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
野溪治理的工程規模（防砂壩、潛壩、護岸、排水斷面）都取決於設計流量與輸砂量，因此水文分析是規劃設計的第一步。作答應依「資料蒐集→降雨分析→逕流推估→泥砂與土石流評估→水理演算→設計標準」的程序鋪陳。
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- 5
針對某流量站所累積 49 年紀錄，整理每年最大日平均流量而發現呈現對數常態分布；若其極大值對數值為 2.79、極小值對數值 1.11、對數值之平均數 1.897、對數值之標準偏差 0.384，不同機率所對應的頻率因子則列於下表，請計算：
（一）重現期為 5 年與 20 年的日平均流量。（10 分）
（二）該站在 2015 年蘇迪勒颱風期間最大日平均流量 301.69 cms 所對應的重現期。（10 分）大於或等於已知變量80 50 20 5 1之機率（%）頻率因子 0.6636 0.2900 0.4472 1.8036 3.8828
（20 分）
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105 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請繪製某特定森林集水區，面積約 200 公頃，其開發前（砍伐前）與開發後（砍伐後）的單位歷線示意圖，並說明砍伐前後，總逕流量、洪峰流量、洪峰到達時間、退水期間流量的變化情況。（25 分）
（25 分）
- 2
集水區的經營與管理，需蒐集那些基本資料？請就水文、地文及土地利用等方面分別詳述之。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
集水區經營管理以「水、土、林」資源永續利用與減災為目標，規劃前必須建立完整的基本資料庫。作答依題目要求分水文、地文、土地利用三大類詳列，並說明各資料的用途。
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- 3
某一河流的長期洪水流量紀錄顯示符合對數常態分佈（log-normal），且其流量值取對數後平均值為 3.0，標準差為 0.4，其對應的頻率因子（KT）分別為 K50 = 2.16 及K100 = 2.48，請推求重現期距分別為 50 年及 100 年之洪水量為何？在未來 10 年內至少發生一次重現期 100 年洪水量的機率為何？（25 分）
（25 分）
- 4
有一河川上游的水文站入流歷線如下：時間（h） 0 6 12 18 24 30 36 42入流量（cms） 100 300 700 500 400 310 230 100其下游處有另一水文站；已知此河川之特性為 X = 0.12，K = 10 hr，試以馬斯金更法（Muskingum）計算下游站出流量？請繪製出入流歷線與出流歷線的比較圖，並標出此河段之洪峰消減值與洪峰稽延時間。（25 分）
（25 分）
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104 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
請詳細說明臺灣地區颱風極端降雨的特性與未來趨勢。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
臺灣位於西北太平洋颱風路徑要衝，地形陡峻，颱風與季風、地形交互作用常造成短延時高強度及長延時累積的極端降雨。作答分「特性」與「未來趨勢」兩大段，並連結對集水區災害與經營的影響。
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- 2
請繪圖詳細說明塊體移動（Mass wasting, Mass movement）之類型。（25 分）
（25 分）
- 3
一場有效降雨延時為 2 小時的獨立暴雨，降落於面積為 100 km2 的流域上。若已知該流域中的河川尖峰流量為 90 m3/sec，總降雨量為 7 cm，平均入滲率為 1.5 cm/hr；
（一）假設河川的基流量為 10 m3/sec，不隨時間而變化，試求 2 小時有效降雨的單位歷線 U(2, t)尖峰流量。（10 分）
（二）假設單位歷線 U(2, t)是一個三角形的歷線，試求其基期（base width）。（15 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題以 Φ 指數（平均入滲率）扣除損失求有效降雨深，以總尖峰扣除基流得直接逕流尖峰，再除以有效降雨深得單位歷線尖峰；三角形單位歷線則以「面積＝一單位有效雨量體積」求基期。
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- 4
請詳細說明臺灣近年來，為何會有大規模的河床變遷現象？（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
河床變遷取決於「上游輸砂供給」與「河道輸砂能力」的平衡。臺灣近年在強震、極端降雨與人為干擾共同作用下，上游大量土砂進入河道、中下游供砂與水流條件改變，造成大規模淤積或刷深。作答從自然與人為兩面切入，並說明影響與對策。
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103 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
何謂流域管理？國內外有何成功案例？政府組織再造相關部會如何積極整合水土資源問題？（20 分）
（20 分）
- 2
何謂集流時間（time of concentration）？有那些方法或措施可增長集流時間？（15 分）
（15 分）
- 3
請從地文、水文、人文觀點說明集水區規劃與管理所需具備的基本資料。如何從水土保持觀點判別其經營成效？（20 分）
（20 分）
- 4
某一集水區面積為 400 公頃，其中 1/3 為密集之住宅區，1/2 為商業區，1/6 為綠地，該市鎮適用之雨水強度-延時公式為 I=947/(t+17)0.55。假定雨水到達下水道進水口之時間為 10 分鐘，下水道管長為 2.5 公里，管內水流流速為 2.0m/sec，試推求下水道暴雨之尖峰進流量為何(cms)？（密集住宅區與商業區 C 為 0.65，綠地 C 為 0.38，Q 0.278CIA ，I 單位 mm/hr，A 單位 km2）（20 分）
（20 分）
- 5
臺灣受極端氣候影響已漸為常態（如卡玫基、辛樂克及莫拉克等颱風），經綜整水庫集水區的破壞案例中，不乏採用「生態工程」治理之區段，因此亦有水庫集水區保育治理工程應回歸「傳統混凝土治理工法」呼籲，試就專業立場，評論其可行性。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題是評論題，須表明立場：生態工程破壞多因設計條件、區位選擇或超過設計標準，而非理念本身失敗；全面回歸傳統混凝土工法並不可行，應依區位與災害風險「適地適工」，剛柔並濟。
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102 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
合理化公式是推估集水區洪峰流量之一種方法，請問（一）何謂逕流係數(C)（5 分）
（二）合理化公式中之逕流係數(C)與集水區何因子有關。（20 分）
（25 分）
參考架構・破題
合理化公式 Q＝CIA／360（Q：cms；C：逕流係數；I：集流時間內之降雨強度 mm/hr；A：集水面積 ha）以「降雨強度×面積」推估洪峰，逕流係數C是把降雨轉成直接逕流的折減比例，作答先定義C，再把影響C的因子分「降雨面」與「集水區面」系統化列出。
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- 2
集水區崩塌地經過工程治理後，如其下游有保全對象，則其治理機關會利用監測系統來加強邊坡之穩定，試舉四種監測儀器之名稱（10 分）和裝置目的。（15 分）
（25 分）
參考架構・破題
崩塌地治理後仍可能因降雨、地下水上升或地震再度活動，下游有保全對象時須以監測掌握「地表變位、地中滑動面、地下水位、降雨」等指標並設定警戒值，作答至少舉四種儀器，每種寫出名稱、原理、裝置位置與目的。
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- 3
何謂水文方程式（Hydrologic equation）或水收支（Water budget）之基本方程式？（12 分）其依據原理為何？（6 分）有何用途？（7 分）
（25 分）
參考架構・破題
水文方程式即水收支方程式，係以質量守恆（連續方程式）描述某一系統在一定時間內「流入量－流出量＝蓄水量變化」，作答依序寫出一般式、集水區展開式、依據原理及用途。
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- 4
以地形圖、合理化公式（Ration equation）及曼寧公式（Manning equation）設計矩形排水溝，試寫出其方法及步驟？所需條件及符號請自行假設。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
設計矩形排水溝是「先以合理化公式求設計洪峰流量Q，再以曼寧公式配合連續方程式Q＝AV決定斷面尺寸」，並檢核流速與出水高，作答要寫出完整步驟、所需資料與符號定義，最好附一個假設數字的流程。
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其他等別的「集水區經營與水文學」
- 集水區經營與水文學（地方特考三等）（54 題）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。