灌 溉 排 水 概 要 林 震 編 著 內 文 勘 誤 表 頁 數 原 處 修 正 0- 密 度 方 面 d 密 度 方 面 ρ 0- 假 比 重 真 比 重 G As 假 比 重 真 比 重 As G 0-7 灌 溉 率 E 灌 溉 面 積 A 8640 田 間 灌 溉 率 E 田 Q h 日 間 流 量 田 間 水 深 day A 灌 溉 面 積 8640 灌 溉 率 E 取 水 口 Q h 取 水 口 流 量 取 水 口 水 深 day 灌 溉 率 E 灌 溉 面 積 A 8640 田 間 灌 溉 率 E 田 Q h 田 間 流 量 田 間 水 深 day A 灌 溉 面 積 8640 灌 溉 率 E 取 水 口 Q h 取 水 口 流 量 取 水 口 水 深 day 0-4 證 明 : 田 間 面 積 ha 田 間 面 積 ha 田 間 面 積 ha 灌 溉 率 灌 溉 效 率 Q cs Q cs 田 間 流 量 Q cs 取 水 口 流 量 田 間 流 量 灌 溉 效 率 田 間 面 積 ha 田 間 灌 溉 率 灌 溉 效 率 Q cs 田 間 流 量 證 明 : 田 間 面 積 ha 田 間 面 積 ha 田 間 面 積 ha 灌 溉 率 輸 水 效 率 Q cs Q cs 田 間 流 量 Q cs 取 水 口 流 量 田 間 流 量 輸 水 效 率 田 間 面 積 ha 田 間 灌 溉 率 輸 水 效 率 Q cs 田 間 流 量 8640 田 間 灌 溉 率 8640 5 864. 864. 4 0-5 6 hr ha cs 灌 溉 率 田 間 灌 溉 率 灌 溉 效 率 5 08. 0 天 ha cs 8640 田 間 灌 溉 率 8640 5 864. 864. 4 6 hr ha cs 灌 溉 率 田 間 灌 溉 率 輸 水 效 率 5 08. 0 天 ha cs 0-0 0-0-8 0-9 定 義 : 以 上 游 進 水 量 Q in cs 及 下 游 出 水 量 Q out cs, 進 出 兩 點 間 之 損 失 水 量 Qcs, 與 上 游 進 水 量 Q in 之 百 分 比 表 示 公 式 : y E 分 布 效 率 00% d d y : 各 點 實 際 施 灌 水 深 對 平 均 施 灌 水 深 偏 差 絕 對 值 之 平 均 d : 平 均 施 灌 水 深. 田 間 灌 溉 水 深 或 稱 粗 田 間 灌 溉 水 深 : 又 稱 純 灌 溉 水 深, 為 田 間 灌 溉 所 需 水 深 純 灌 溉 水 深 灌 溉 水 深 輸 水 效 率. 灌 溉 水 深 或 稱 粗 灌 溉 水 深 : 為 水 源 處 取 水 水 深 定 義 : 以 上 游 進 水 量 Q in cs 及 下 游 出 水 量 Q out cs, 進 出 兩 點 間 之 損 失 水 量 Qcs, 與 上 游 進 水 量 Q in 之 百 分 比 表 示 以 供 應 者 為 主 公 式 : y E 分 布 效 率 00% d d y : 各 點 實 際 施 灌 水 深 對 平 均 施 灌 水 深 偏 差 絕 對 值 之 平 均 d : 平 均 施 灌 水 深 y : 各 水 深 與 平 均 水 深 差 值 i d : 各 水 深 i. 田 間 灌 溉 水 深 粗 田 間 灌 溉 水 深 : 又 稱 純 灌 溉 水 深, 為 田 間 灌 溉 所 需 水 深 純 灌 溉 水 深 灌 溉 水 深 輸 水 效 率. 灌 溉 水 深 粗 灌 溉 水 深 : 為 水 源 處 取 水 水 深
0-9. 系 統 效 率 0-0 系 統 效 率 : 0-4 水 平 衡 :. 利 用 灌 溉 率 及 田 間 灌 溉, 分 別 求 取 水 口 流 量 及 取 水 口 水 深 田 間 流 量 及 田 間 水 深. 系 統 效 率 : 又 稱 輸 水 效 率. 利 用 灌 溉 率 及 田 間 灌 溉 率, 分 別 求 取 水 口 流 量 及 取 水 口 水 深 田 間 流 量 及 田 間 水 深 水 平 衡 : 以 水 田 為 例 0-5 進 入 出 去 累 積 I + R + r ET + D + P h 累 積 < 0, 表 示 土 壤 水 分 減 少 量 進 入 出 去 累 積 I + R + r ET + D + P h 累 積 累 積 < 0, 表 示 土 壤 水 分 減 少 量 累 積 > 0, 表 示 土 壤 水 分 增 加 量 累 積 > 0, 表 示 土 壤 水 分 增 加 量 0-4 0-48 0-5 5. 有 一 灌 溉 系 統, 其 輸 水 損 失, 幹 線 5%, 支 線 0%, 小 給 水 路 %, 假 設 水 源 流 量 為 00% 時, 真 正 可 送 達 坵 塊 之 水 量 佔 多 少 百 分 比? 解 析 0. 95 0. 9 0. 88 0. 75 75 % : 第 一 區 :0 公 頃 輸 水 損 失 5% 刪 除 第 一 區 :0 公 頃 輸 水 損 失 5% Q t A h 0-54 0. 4 0. 6 0. 0. 5 t 0 0 40 0 0-55 解 二 0-58 0-59 t 9696. s. 4 天 0. 水 銀 之 比 重 為.6,cc 之 水 銀 有.6 公 斤 重 76 年 解 析 : 水 銀 密 度 為.6 g/c, cc 為.6 公 克 B8. 流 量 單 位 通 常 以 Acfs BMD cs B9. 流 量 Q 為 0.0 cs, 日 水 量 為 A68 B78 78 0-6. 田 間 需 水 量 -. 單 位 : 解 二 利 用 第 一 區 第 二 區 第 三 區 同 時 之 輸 水 平 均 損 失 : 田 間 需 水 量 乙 級 4 質 量 g.e. 原 子 量 或 分 子 量 毫 當 量 或 離 子 價 數 00 g 00 g 00 g Q t A h 0. 4 0. 6 0. 0. 5 t 0 0 40 0 t 9696. s. 4 天 解 二 利 用 第 一 區 第 二 區 第 三 區 同 時 之 平 均 輸 水 損 失 : 0. 水 銀 之 比 重 為.6,cc 之 水 銀 有.6 公 斤 重 76 年 解 析 : 水 銀 密 度 為.6 g/c, cc 為.6 公 克 8. 流 量 單 位 通 常 以 Acfs BMD cs B9. 流 量 Q 為 0.0 cs, 日 水 量 為 A68 B78 78. 水 田 田 間 需 水 量 乙 級. 單 位 : 4 g 質 量 eq 原 子 量 或 分 子 量 毫 當 量 或 離 子 價 數 00g 00g 00 g - -7 4. 底 層 層 : 水 分 體 積 百 分 率 Mw ρh O M w b - 00 % ρ 00 % MS M ρ t H O ρ -0-4 ρb θ 00% w ρ 例 題 土 壤 剖 面 厚 度 50 c,0~50 c, 含 水 量 為 0%,50~90 c,, 含 水 量 為 0%, 90~50 c,, 含 水 量 為 7%, 計 算 剖 面 含 水 量, 以 土 壤 深 度 表 示? 毛 管 水 : 土 壤 藉 由 毛 管 作 用 而 保 持 土 壤 孔 隙 中 之 水 分 ; 在 重 力 作 用 下 下 不 易 排 除 之 水 分 : 大 多 為 岩 石 θ 土 壤 中 水 分 體 積 w 00% 00 % 土 壤 總 體 積 b H O -5 已 知 孔 隙 體 積 為 8000, 降 至 土 壤 含 水 分 5% %θ w 時, 土 壤 中 含 水 量 t 4. 底 層 : 大 多 為 岩 石 水 分 體 積 百 分 率 θ 土 壤 中 水 分 體 積 w 00% 00% 土 壤 總 體 積 Mw ρh O M ρ w b 00% 00% MS M ρ S H O ρ b θ w ρ b ρ H O 00% 例 題 土 壤 剖 面 厚 度 50 c,0~50 c,, 含 水 率 為 0%,50~90 c,, 含 水 率 為 0%,90~50 c, 含 水 量 為 7%, 計 算 剖 面 含 水 量, 以 土 壤 深 度 表 示? 毛 管 水 : 土 壤 藉 由 毛 管 作 用 而 保 持 土 壤 孔 隙 中 之 水 分 ; 在 重 力 作 用 下 不 易 排 除 之 水 分 已 知 孔 隙 體 積 為 8000, 降 至 土 壤 含 水 分 5%θ w 時, 土 壤 中 含 水 量 t
-4 垂直滲流 k 滲透係數 : k 土層總厚度 -45 水平滲流 k 滲透係數 : k k 垂直滲流 k 滲透係數 : k i 土層總厚度 ki i i 水平滲流 k 滲透係數 : k 土層總厚度 k i ki i i 土層總厚度 水平滲流 k 滲透係數 : 證明 -48 Q q + q k I A k I A + k I A Q k k k H + H H0 H H + H k 水平滲流 k 滲透係數 : A q + q k A k H A + k H 證明 A Q q + q I I I 通過 長度所需之水頭差 H 0 H H k H + k H + k k I A k I A + k I A kia k I A + k I A I I２ I H total k B + k B +k B k H + H k + k -50-6 -65-5 5.壤入滲率是隨時間增長而變大 77年 5.土壤入滲率是隨時間增長而變大 77年 9.鹽分地的水稻栽培 鹽分濃度的最高忍受極限約多少 96台糖 9.鹽分地的水稻栽培 鹽分濃度的最高忍受極限約多少 96台糖 故當時空氣中水蒸氣壓為 8 Hg 故當時空氣中水蒸氣壓為 8 Hg 故尚須Hg之飽和 已知蒸散係數 已知蒸散係數 0 g - H O kg - hr - Hg kg - hr - Hg -6-0 g - H O 所以000 kg 0 8 0 4 900000 g 900 g 9. kg 水量 水量 所以000 kg 0 0 4 4800000 g 4800 g 4.8 kg 水量 例題5 例題5 假設原面積 之盆栽 高度為0.6 土壤假比重為.5 則土壤含水量 假設原面積 之盆栽 高度為0.6 土壤假比重為.5 則土壤含水 率為40 Qw 時 此時土壤中水量為何 為40 重量百分率 時 此時土壤中水量為何 若經過時間 hr後 土壤含水量為5 假比重. 則此時土壤中水量為 何 若經過時間 hr後 土壤含水率為5 假比重. 則此時土壤中水量 為何
- 例 題 6 若 田 間 土 壤 可 分 二 層, 第 一 層 由 0~0c, 總 體 密 度 為.0 g/c, 第 二 層 0~00c, 總 體 密 度 為. g/c, 於 灌 溉 前 測 得 土 壤 之 重 量 含 水 量 第 一 層 為 0%, 第 二 層 為 5%, 若 要 使 該 土 壤 完 全 飽 和, 請 問 至 少 要 灌 水 多 少 水 深? 設 土 壤 真 比 重 為.65 g/c, 水 之 密 度 為 g/c 例 題 6 若 田 間 土 壤 可 分 二 層, 第 一 層 由 0~0c, 總 體 密 度 為.0 g/c, 第 二 層 0~00c, 總 體 密 度 為. g/c, 於 灌 溉 前 測 得 土 壤 之 重 量 含 水 率 第 一 層 為 0%, 第 二 層 為 5%, 若 要 使 該 土 壤 完 全 飽 和, 請 問 至 少 要 灌 水 多 少 水 深? 設 土 壤 真 比 重 為.65 g/c, 水 之 密 度 為 g/c -6 蒸 發 散 量 kg 土 壤 減 少 重 量 000 kg 水 密 度 000 土 槽 斷 面 積 土 壤 減 少 重 量 kg 土 槽 斷 面 積 蒸 發 散 量 kg 土 壤 減 少 重 量 000 kg 水 密 度 000 土 槽 斷 面 積 土 壤 減 少 重 量 kg 土 槽 斷 面 積 -7-9 - -8 6 例 題 8 假 設 某 冬 小 麥 全 生 育 期 α ET. 8,R 50, 0. 8 有 效 雨 量 係 數,K 0., ha ha 0 0 8 φ 48 占 體 積 初 末, θ 70 H.,H., % % 田 占 孔 隙 比 已 知 : 播 種 時 θ θ, 收 割 時 θ θ 80%, 求 全 生 育 期 的 灌 溉 總 量 M? 田 田 例 題 8 假 設 某 冬 小 麥 全 生 育 期 05. 有 效 雨 量 係 數 ET. 8,R, 0. 8,K 0. ha ha α, H 0.,H 0. 8, φ 48% 占 體 積 初 末, θ 70 已 知 : 播 種 時 θ θ, 收 割 時 θ θ 80 田 M? % 田 % ha 田 占 孔 隙 率, 求 全 生 育 期 的 灌 溉 總 量 - 4
-8-9 例 題 某 輪 區 面 積 50 ha, 整 田 錯 開 時 間 0 天, 整 田 水 深 60, 水 田 水 深 0, 有 效 雨 量, 三 月 上 旬 之 整 田 面 積 5 ha, 整 田 完 了, 隨 即 插 秧, 且 每 日 整 田 面 積 相 等, 求 三 月 中 旬 之 田 間 計 畫 流 量? 例 題 某 輪 區 面 積 50 ha, 整 田 錯 開 時 間 0 天, 整 田 水 深 60, 本 田 水 深 0, 有 效 雨 量, 三 月 上 旬 之 整 田 面 積 5 ha, 整 田 完 了, 隨 即 插 秧, 且 每 日 整 田 面 積 相 等, 求 三 月 中 旬 之 田 間 計 畫 流 量? -7-9 -0 E + P N d + θ M As d f S R df d, P + E day S N a d : 整 地 耗 用 水 深, θ : 飽 和 水 分, M : 整 地 前 土 壤 含 水 率 f S As : 土 壤 假 比 重, d : 翻 耕 深 度, E : 施 灌 效 率 R 平 均 輸 S : 水 損 失 率, E : 田 間 平 均 蒸 發 量, day P : 田 間 平 均 日 滲 漏 量 day, N : 整 地 日 數 day 輪 區 整 P : 地 用 水 量 day, d : 整 田 後 保 持 一 定 水 深 例 題 6 設 有 一 灌 區 土 壤 屬 於 黏 土, 土 壤 孔 隙 率 50%, 土 壤 含 水 量 0%, 需 飽 和 土 壤 深 度 50, 整 田 時 田 面 覆 蓋 水 深 包 括 滲 漏 蒸 發 量 為 40, 則 一 次 整 田 需 水 量? 例 題 7 有 一 灌 區, 土 壤 物 理 性 及 氣 象 資 料 如 下 : 預 定 0 個 整 工 作 天 完 成 整 地 作 業, 該 區 平 均 輸 水 損 水 5 %, 整 地 後 因 地 需 保 持 c 水 深 以 便 插 秧, 田 地 面 積 0ha, 根 深 0 c, 施 灌 效 率 為 75%, 求 輪 區 整 地 用 水 量? 土 壤 質 地 粘 壤 土 飽 和 水 分 50 %wt%, 田 間 容 水 量.04% wt%, 灌 前 水 分 6%wt%, 淍 萎 點 8.4%wt%, 假 比 重., 真 比 重.67, 滲 漏 量.5 /day, 蒸 發 量.0 /day a E + P N d + θ M S As d f R df d, + P day E S N a d : 整 地 耗 用 水 深, θ : 飽 和 水 分, M : 整 地 前 土 壤 含 水 率 f S As : 土 壤 假 比 重, d : 翻 耕 深 度, E : 施 灌 效 率 R S : 平 均 輸 水 損 失 率, E : 田 間 平 均 蒸 發 量, day P : 田 間 平 均 日 滲 漏 量 day, N : 整 地 日 數 day P : 輪 區 整 地 用 水 量 day, d : 整 田 後 保 持 一 定 水 深 例 題 6 設 有 一 灌 區 土 壤 屬 於 黏 土, 土 壤 孔 隙 率 50%, 土 壤 體 積 Q 含 水 率 0%, 需 飽 和 土 壤 深 度 50, 整 田 時 田 面 覆 蓋 水 深 包 括 滲 漏 蒸 發 量 為 40, 則 一 次 整 田 需 水 量 例 題 7 有 一 灌 區, 土 壤 物 理 性 及 氣 象 資 料 如 下 : 預 定 0 個 整 工 作 天 完 成 整 地 作 業, 該 區 平 均 輸 水 損 水 5 %, 整 地 後 因 地 需 保 持 c 水 深 以 便 插 秧, 田 地 面 積 0ha, 根 深 0 c, 施 灌 效 率 為 75%, 求 輪 區 整 地 用 水 量? 土 壤 質 地 粘 壤 土 飽 和 水 分 50 % Q, w 田 間 容 水 量.04% Q w, 灌 前 水 分 6% Q w, 淍 萎 點 8.4% Q w, 假 比 重., 真 比 重.67,, 滲 漏 量.5 /day, 蒸 發 量.0 /day a - 實 測 方 法 水 田 減 水 深 求 法 由 流 出 流 入 量 求 法 實 測 與 計 算 折 衷 法 -5-7. 最 大 允 許 含 水 量 為 田 間 持 水 量. 最 小 允 許 含 水 量 應 保 持 在 田 間 持 水 量 的 50%~60%. 最 大 允 許 含 水 量 為 田 間 容 水 量. 最 小 允 許 含 水 量 應 保 持 在 田 間 容 水 量 的 50%~60% 5
-8 - 定 義 : 土 壤 含 水 分 在 凋 萎 點 附 近 不 易 被 作 物 吸 收, 通 常 有 效 水 分 75% 時, 最 容 易 被 作 物 吸 收 定 義 : 土 壤 含 水 分 在 凋 萎 點 附 近 不 易 被 作 物 吸 收, 通 常 為 有 效 水 分 75% 時, 最 容 易 被 作 物 吸 收 - -8-4 例 題 某 作 物 根 層 0 公 分 如 下 圖 所 示, 若 該 土 壤 分 為 層 各 為 60 公 分 期 土 壤 有 效 水 分 如 圖 所 示, 請 問 那 一 層 為 限 制 層, 並 若 灌 溉 時 則 每 層 吸 水 各 為 多 少? 76 年. 定 義 : 灌 溉 間 隔 時 間, 依 據 作 物 每 天 消 耗 水 量, 即 為 作 物 需 水 量 與 一 次 純 灌 溉 水 量 多 少 來 決 定. 公 式 : 例 題 某 作 物 根 層 0 公 分 如 下 圖 所 示, 若 該 土 壤 分 為 層 各 為 60 公 分 其 土 壤 有 效 水 分 如 圖 所 示, 請 問 那 一 層 為 限 制 層, 並 若 灌 溉 時 則 每 層 吸 水 各 為 多 少? 76 年. 定 義 : 灌 溉 間 隔 時 間, 依 據 作 物 每 天 消 耗 水 量, 即 為 作 物 需 水 量 與 一 次 純 灌 溉 用 水 量 多 少 來 決 定. 公 式 : / day 有 效 根 系 內 純 灌 溉 水 量 灌 溉 期 距 天... 每 天 消 耗 水 量 灌 溉 期 距 天 旱 作 田 間 一 次 實 際 灌 溉 水 深 / 施 灌 效 率 +... 水 稻 作 日 蒸 發 散 量 + 日 滲 漏 量 水 稻 最 適 當 水 分 : 為 飽 和 水 分 與 田 間 容 水 量 之 間 水 稻 作 一 次 灌 溉 水 深 : 為 一 次 補 充 至 飽 和 水 分 之 水 深 -4 例 題 5 假 設 土 層 分 為 五 層, 各 層 之 厚 度 為 0 c 自 上 層 起 算 如 表, 假 設 尖 峰 消 耗 水 量 為 4.5 /day, 施 灌 效 率 為 70% 求 灌 溉 期 距? 求 一 次 粗 田 間 灌 溉 用 水 量? 例 題 5 假 設 土 層 分 為 五 層, 各 層 之 厚 度 為 0 c 自 上 層 起 算 如 表, 假 設 尖 峰 消 耗 水 量 為 4.5 /day, 施 灌 效 率 為 70% 求 灌 溉 期 距? 求 一 次 粗 田 間 灌 溉 用 水 量? 含 水 量 均 以 體 積 比 表 示 -47 6
-49-55. 定 義 : 自 水 源 輸 水 至 田 間 效 率. 定 義 : 自 水 源 輸 水 至 田 間 之 效 率 -59 因 上 述 儲 水 效 率 高 低, 可 表 示 缺 水 狀 態 時 灌 溉 有 效 程 度 ; 但 未 能 完 全 比 因 上 述 儲 水 效 率 高 低, 可 表 示 缺 水 狀 態 時 灌 溉 有 效 程 度 ; 但 未 能 完 較 水 量 在 有 效 土 層 內 之 分 不 情 形 全 比 較 水 量 在 有 效 土 層 內 之 分 佈 情 形 -64-65 -70-7 -76 75 Ec 輸 水 效 率 00% 75% 00 60 Ea 施 灌 效 率 00 % 80 % 75 例 題 某 一 田 間, 土 壤 水 分 測 定 之 結 果 如 表 所 示 假 設 次 之 灌 溉 水 量 依 根 據? 有 效 根 系 域 土 層 為 40 c, 且 供 給 此 層 水 分 使 之 增 加 到 田 間 容 水 量 為 止, 此 灌 溉 期 距 中 之 正 常 耗 水 量 為 試 求 耗 水 效 率 為 多 少? 例 題 承 上 題, 某 一 田 間, 於 即 將 灌 溉 之 前 的 土 壤 水 分 狀 態, 假 設 給 予 8 之 灌 溉 水 深 時, 其 蓄 水 效 率 為 多 少 例 題 8 設 有 耕 地 00 公 頃, 其 表 土 層 厚 40 c, 為 砂 壤 土, 其 假 比 重 為.6 田 間 容 水 量 為 4% θ w, 永 久 凋 萎 點 為 7% θ w, 據 栽 植 某 種 作 物 在 其 根 域 亦 深 40 c 之 需 水 量 試 驗, 一 次 充 足 之 灌 水, 平 均 可 供 5 天 之 耗 用, 即 在 無 降 雨 之 旱 期 中 平 均 每 五 天 要 灌 水 一 次, 兹 為 灌 溉 此 00 公 頃 之 田 區, 而 開 挖 一 渠 道 由 河 中 引 水, 該 渠 道 之 輸 水 損 失 為 全 流 量 之 0%, 試 問 由 河 川 取 入 之 總 用 水 量 應 為 若 干? 以 cs 計 之 例 題 0 牧 草 地 4 公 頃,4 小 時 連 續 自 水 源 取 入 0.04 cs 之 流 量 灌 溉, 灌 溉 後 之 有 效 根 系 域 土 壤 水 分 量, 比 灌 溉 前 增 加 60 ; 試 求 下 列 : A 施 灌 效 率 為 多 少? B 假 設 田 間 之 土 壤 假 比 重 為., 灌 溉 後 土 層 40 c 之 土 壤 水 分, 平 均 增 加 量 為 % 對 乾 土 重 %, 試 求 施 灌 效 率 為 多 少? 水 稻 作 貯 藏 效 率 : 定 義 為 灌 概 後 實 際 蓄 積 於 根 系 內 之 水 量 與 根 系 內 需 要 蓄 積 水 量 之 比 對 水 稻 灌 溉 而 言, 根 系 內 根 本 無 蓄 積 水 量 限 制, 因 此 無 貯 藏 效 率 之 存 在 75 Ec 輸 水 效 率 00% 75% 00 60 Ea 施 灌 效 率 00 % 80 % 75 例 題 某 一 田 間, 土 壤 水 分 測 定 之 結 果 如 表 所 示 假 設 次 之 灌 溉 水 量 依 據 土 壤 有 效 根 系 為 40 c, 且 供 給 此 層 水 分 使 之 增 加 到 田 間 容 水 量 為 止, 此 灌 溉 期 距 中 之 正 常 耗 水 量 為 試 求 耗 水 效 率 為 多 少? 例 題 承 上 題, 某 一 田 間 灌 溉 之 前 的 土 壤 水 分 狀 態, 假 設 給 予 8 之 灌 溉 水 深 時, 其 蓄 水 效 率 為 多 少 例 題 8 設 有 耕 地 00 公 頃, 其 表 土 層 厚 40 c, 為 砂 壤 土, 其 假 比 重 為.6 田 間 容 水 量 為 4% θ w, 永 久 凋 萎 點 為 7% θ w, 據 栽 植 某 種 作 物 在 其 根 域 亦 深 40 c 之 需 水 量 試 驗, 一 次 充 足 之 灌 水, 平 均 可 供 5 天 之 耗 用, 即 在 無 降 雨 之 旱 期 中 平 均 每 五 天 要 灌 水 一 次, 兹 為 灌 溉 此 00 公 頃 之 田 區, 而 開 挖 一 渠 道 由 河 中 引 水, 該 渠 道 之 輸 水 損 失 為 全 流 量 之 0%, 試 問 由 河 川 取 入 之 總 用 水 量 應 為 若 干? 以 cs 計 之 例 題 0 牧 草 地 4 公 頃,4 小 時 連 續 自 水 源 取 入 0.04 cs 之 流 量 灌 溉, 灌 溉 後 之 有 效 根 系 域 土 壤 水 分 量, 比 灌 溉 前 增 加 60 ; 試 求 下 列 : A 施 灌 效 率 為 多 少? B 假 設 田 間 之 土 壤 假 比 重 為., 灌 溉 後 土 層 40 c 之 土 壤 水 分, 平 均 增 加 量 為 % θ w, 試 求 施 灌 效 率 為 多 少? 水 稻 作 蓄 水 效 率 : 定 義 為 灌 溉 後 實 際 蓄 積 於 根 系 內 之 水 量 與 根 系 內 需 要 蓄 積 水 量 之 比 對 水 稻 灌 溉 而 言, 根 系 內 根 本 無 蓄 積 水 量 限 制, 因 此 無 蓄 水 效 率 之 存 在 -98 7
4-4-4 b b ~ b5 河面寬度 b ~ b5 河面寬度 d d ~ d 4 水深 d ~ d 4 水深 A A A 部分斷面積 A A A 部分斷面積 速度 速度 A : 全部斷面積 A : 全部斷面積 4-5 4-7 例題4 將濃度0%wt%的食鹽水注入河川 連續且以0 /sec之流量注入河川 例題4 4-0 將濃度0%的食鹽水注入河川 連續且以0 /sec之流量注入河川 經完全混 經完全混合後 在下游取樣測得食鹽水之濃度為 g/pp 試求 在下游取樣測得食鹽水之濃度為 g/ 試求下列 合後 在下游取樣測得食鹽水之濃度為 下列 A 若上游河川背景濃度 食鹽水 為0時 則河川流量為何 A 若上游河川背景濃度 食鹽水 為0時 則河川流量為何 B 若上游河川背景濃度 食鹽水 為5 g/時 則河川流量為何 B 若上游河川背景濃度 食鹽水 為5 g/pp時 則河川流量為 何 8
4-4- 例 題 4 以 螢 光 劑 測 定 某 河 川 流 量, 設 螢 光 劑 濃 度 為 0.05, 以 定 量 0 /hr 注 入 河 川, 在 適 當 均 勻 混 合 下 取 出 水 樣, 測 其 濃 度 為 4.5 ppb, 求 該 河 川 之 流 量? P P g P g ρ ρ g ρ g P g. 5. 9. 8 0. 99 ρg s. 原 理 : 測 定 渠 道 之 斷 面 積 與 水 面 比 降 漫 寧 公 式 : 一 般 大 多 採 用 此 式 例 題 5 以 螢 光 劑 測 定 某 河 川 流 量, 設 螢 光 劑 濃 度 為 0.05kg/l, 以 定 量 0 /hr 注 入 河 川, 在 適 當 均 勻 混 合 下 取 出 水 樣, 測 其 濃 度 為 4.5 ppb, 求 該 河 川 之 流 量? P P g P g ρ ρ g ρ g g... ρg P 5 9 8 0. 99 P ρg. 5.. 原 理 : 測 定 渠 道 之 斷 面 積 與 水 面 坡 降 曼 寧 公 式 : 一 般 大 多 採 用 此 式 s 4-6 4-4-5 例 題 9 設 有 一 截 洩 溝, 已 知 其 水 深 為 0.5 公 尺, 溝 寬 為.0 公 尺, 坡 度 為 %, 粗 糙 係 數 n 0. 0, 試 以 曼 寧 公 式 估 算 其 流 量 應 為 多 少 cs? 例 題 5 以 速 度 流 速 /s, 運 輸 Qcs 的 水, 流 經 一 矩 形 渠 道, 若 渠 底 寬 0.8 試 計 算 渠 流 深 度 及 水 力 半 徑 : 渠 道 邊 坡 係 數 n : 粗 糙 度 b : 渠 道 底 寬 h : 渠 道 水 深 例 題 9 設 有 一 矩 型 溝 渠, 已 知 其 水 深 為 0.5 公 尺, 溝 寬 為.0 公 尺, 坡 度 為 %, 粗 糙 係 數 n 0. 0, 試 以 曼 寧 公 式 估 算 其 流 量 應 為 多 少 cs?? 例 題 5 以 速 度 流 速 /s, 輸 差 Qcs 的 水, 流 經 一 矩 型 渠 道, 若 渠 底 寬 0.8 試 計 算 渠 流 深 度 及 水 力 半 徑 : 渠 道 邊 坡 係 數 邊 坡 比 n : 粗 糙 度 b : 渠 道 底 寬 h : 渠 道 水 深 4-8 4-5. 定 義 : 以 渠 底 為 準 4-59 以 渠 底 為 準, 每 一 單 位 重 量 之 水 流 所 含 之 能 量, 即 Z 0 總 能 量. 定 義 : 水 平 渠 道 中 在 超 臨 界 流 速 下, 遇 到 下 游 有 阻 礙 或 其 他 之 邊 界 條 件 時, 可 能 使 流 況 突 變 為 亞 臨 界 流 ; 換 言 之, 渠 流 中 在 原 有 能 量 下, 遇 到 突 變 過 程 中, 造 成 混 亂 渦 動 激 盪 大 量 損 失, 此 突 變 現 象. 定 義 : 在 超 臨 界 流 速 下 之 水 平 渠 道 中, 遇 到 下 游 有 阻 礙 或 其 他 之 邊 界 條 件 時, 可 能 使 流 況 突 變 為 亞 臨 界 流 ; 換 言 之, 渠 流 中 在 原 有 能 量 下, 遇 到 突 變 過 程 中, 造 成 混 亂 渦 動 激 盪 大 量 損 失, 此 突 變 現 象 4-6 9
4-65 4-7 Fr, g y g y 已 知 Q A b y b y g y b g y 所 以 y 臨 界 水 深 b Q g Q 流 量. 蓄 水 池 之 出 水 口 銜 接 一 矩 形 灌 溉 渠 道, 其 寬 度 為 5 公 尺, 渠 底 坡 度 為 0.0, 曼 寧 n 值 為 0.0, 當 蓄 水 池 之 水 位 高 出 渠 道 上 游 端 底 床.5 公 尺, 在 不 考 慮 出 水 口 處 之 局 部 能 量 損 失 下, 試 求 渠 道 流 量 5% 97 年 水 利 Fr, g y g y 已 知 Q A b y b y g y b g y 所 以 y 臨 界 水 深 b Q g 臨 界 速 度 y 臨 界 水 深 b 渠 底 寬 Q 流 量. 蓄 水 池 之 出 水 口 銜 接 一 矩 形 灌 溉 渠 道, 其 寬 度 為 5 公 尺, 渠 底 坡 度 為 0.0, 曼 寧 係 數 n 值 為 0.0, 當 蓄 水 池 之 水 位 高 出 渠 道 上 游 端 底 床.5 公 尺, 在 不 考 慮 出 水 口 處 之 局 部 能 量 損 失 下, 試 求 渠 道 流 量 5% 97 年 水 利 4-74 5-4 5-5 4. 不 收 縮 堰 : 引 渠 寬 度 B 堰 頂 寬 度,, 左 右 不 受 收 縮, 僅 有 縱 收 縮 之 堰 口 4. 不 收 縮 堰 : 引 渠 寬 度 B 堰 頂 寬 度, 左 右 不 受 收 縮, 僅 有 縱 收 縮 之 堰 口. 自 由 流 : 當 一 定 流 量 流 經 堰 時, 若 下 游 水 位 較 低 Δ>0, 下 游 水 位 不. 自 由 流 : 當 一 定 流 量 流 經 堰 時, 若 下 游 水 位 較 低 Δ<0, 下 游 水 影 響 上 游 水 位 位 不 影 響 上 游 水 位. 潛 流 : 若 下 游 水 位 較 高 Δ<0, 下 游 水 位 影 響 上 游 水 位. 潛 流 : 若 下 游 水 位 較 高 Δ>0, 下 游 水 位 影 響 上 游 水 位 5-5 連 續 性 方 程 連 續 性 方 程 5-8 Q y Fr, g y, g y g y Q y g y g y Q y Fr, g y, g y g y Q y g y g y g y y a Q A g H 0. 6 A g H Q A g H 0. 6 A g H 5- Q : 流 量 cs 0 6 : 流 量 係 數. A : 孔 口 斷 面 積 H : 孔 口 上 下 游 水 頭 差 H H Q : 流 量 cs 0 6 : 流 量 係 數. A : 孔 口 斷 面 積 H : 孔 口 上 下 游 水 頭 差 H H 5-4. 考 慮 有 接 近 流 速 時 : 速 度 水 頭 cs 0 6 Q A g H + h 0. 6 A g H + h Q : 流 量 : 流 量 係 數. A : 孔 口 斷 面 積 g H : 孔 口 上 下 游 水 頭 差 H H h : 接 近 流 速 水 頭 h. 考 慮 有 接 近 流 速 時 : Q A g H + h 0. 6 A g H + h Q : 流 量 cs 0 6 : 流 量 係 數. A : 孔 口 斷 面 積 速 度 水 頭 g H : 孔 口 上 下 游 水 頭 差 H H h : 接 近 流 速 水 頭 h 0
5-5 P P + + Z g + + Z g Z 0, Z H, 0 ρ ρ P P P P H g H g ρ ρ 98. 49. 05 0 理 論 9. 8 7. 67 000 0. 97 7. 67 7. 44 實 際 理 論 π Q A ε A 0. 64 d 7. 44 實 際 實 際 實 際 理 論 實 際 4 π.. d. d. s 4 7 4 0 0 64 7 44 0 Q A g H 0. 6 0. 4 9. 8 0. 0. 46 cs Q + 0. 5 r A g H r : 孔 口 不 收 縮 部 分 之 周 長 與 全 周 長 之 比 s s P P + + Z g + + Z g Z 0, Z H, 0 ρ ρ P P P P H g H g ρ ρ.. 98 49 05 0 理 論 9. 8 7. 67 000 s 0. 97 7. 67 7. 44 實 際 理 論 s π Q A ε A 0. 64 d 7. 44 實 際 實 際 實 際 理 論 實 際 4 π.. d. d. s 4 7 4 0 0 64 7 44 0 Q A g H 0. 6 0. 4 9. 8 0. 0. 46cs H 0. 0. 0. Q + 0. 5 r A g H r : 孔 口 不 收 縮 部 分 之 周 長 與 全 周 長 之 比 r b + r b + 5-6 Q + 0. 5r A g H + h r : 孔 口 不 收 縮 部 分 之 周 長 與 全 周 長 之 比 0 5 Q +. r A g H + h r : 孔 口 不 收 縮 部 分 之 周 長 與 全 周 長 之 比 r b + h : 接 近 流 速 水 頭, h 速 度 水 頭 gg r b + h : 接 近 流 速 水 頭, h 速 度 水 頭 g 5-7 5-8 5-0.89975 h 速 度 水 頭 0. 04 g 9. 8 Q 0. 599 0.89975 A 0. 4 s Q + 0. 5 r A g H + h 0. 6 + 0. 5 0. 4 9. 8 0. + 0. 04. 8 0. 4786 cs 例 題 7 其 流 量 恰 足 以 供 給 各 小 給 水 路 之 流 量 需 要, A B 三 個 分 水 門 取 水 後, 主 要 渠 道 下 游 仍 需 保 留 有 0. cs 流 量, 試 求 分 水 閘 上 游 總 流 量 應 為 多 少? 主 要 渠 道 上 游 堰 頂 溢 流 水 深 為 多 少? 堰 寬 0 5 Q 0. 599 0.89975 A 0. 4 s 0.89975 h 速 度 水 頭 0. 04 g 9. 8 Q +. r A g H + h 0. 6 + 0. 5 0. 4 9. 8 0. + 0. 04. 8 0. 4786cs 例 題 7 其 流 量 恰 足 以 供 給 各 小 給 水 路 之 流 量 需 要,A B 三 個 分 水 門 取 水 後, 主 要 渠 道 下 游 仍 需 保 留 有 0. cs 流 量, 試 求 A 分 水 閘 上 游 總 流 量 應 為 多 少?B 主 要 渠 道 上 游 堰 頂 溢 流 水 深 為 多 少? 堰 寬
Q A g H 0. 65 A 9. 8 0. 06 0. 70488 A cs Q 0. 65 0. 6 0. 4 9. 8 0. 06 0. 69cs A Q 0. 65 0. 6 0. 5 9. 8 0. 06 0. 480 cs B Q 0. 65 0. 45 0. 9. 8 0. 06 0. 095cs Q Q + Q + Q + 0. cs 0. 74 cs total A B Q A g H 0. 65 A 9. 8 0. 06 0. 70488 A cs Q 0. 65 0. 6 0. 4 9. 8 0. 06 0. 69 cs A Q 0. 65 0. 6 0. 5 9. 8 0. 06 0. 480 cs B Q 0. 65 0. 45 0. 9. 8 0. 06 0. 095 cs Q Q + Q + Q + 0. cs 0. 74 cs total A B 5-7 5-9 證 明 : 0 y y y + y + 0 0 0 g g y y 0, g 0 0 y y + y 0 Q g g y q y y y y y 0 0 0 c g c B y + y y + y y 0 0 g 束 縮 係 數 證 明 : 0 y y y + y + 0 0 0 g g y y 0, g 0 0 y y + y 0 Q g g y q y y y y y 0 0 0 c g 0 c B y + y y + y y 0 0 g 束 縮 係 數 5-40 5-4 5-4 Q A g H 0. 65 0. 5 0. 4 9. 8 0. 8 0. 5 0. 5 cs 證 明 : D M M D cosθ 距 離 T, T + sinθ + sinθ cosθ 速 度 0 0 D M M T cosθ sinθ sinθ T T T 0 0 Q A g H 0. 65 0. 5 0. 4 9. 8 0. 8 0. 5 0. 5cs 證 明 : 0 0 0 0 D M M cos θ D 距 離 T, T 時 間 + sinθ + sin θ cos θ 速 度 D M M T cosθ sinθ sinθ T T T 進 水 閘 : 控 制 進 入 渠 道 流 量 6-4 組 成 部 分 沖 沙 閘 : 沖 走 淤 積 在 進 水 閘 前 泥 沙 具 有 導 流 引 水 功 能 導 流 堤 : 一 般 在 於 中 小 河 流 中 防 砂 作 用 具 有 導 流 引 水 功 能 枯 水 期 可 截 斷 河 流 引 水 6-7. 離 槽 水 庫 : 水 庫 必 須 仰 賴 集 水 區 以 外 的 水 源 供 給, 或 水 壩 不 建 築 在 河 川 主 槽, 而 選 擇 於 離 主 槽 不 遠 的 小 支 流 上. 離 槽 水 庫 : 水 庫 必 須 仰 賴 集 水 區 以 外 的 水 源 供 給 或 水 壩 不 建 築 在 河 川 主 槽, 於 是 選 擇 於 離 主 槽 不 遠 的 小 支 流 上
6-6-6 6-7 6-9 6-4 F γ cosθ ρ g h r γ : 表 面 N dyne 張 力 或 c ρ : 液 體 kg g 密 度 或 c h : 毛 細 管 水 高 度 或 c r : 毛 細 管 半 徑 或 c θ : 液 體 與 管 壁 之 接 觸 角 度 自 由 含 水 層 或 非 侷 限 含 水 層 : 又 稱 自 由 地 下 水, 受 地 下 水 面 坡 降 所 控 制 與 明 渠 中 流 動 相 似 非 自 由 含 水 層 或 侷 限 含 水 層 : 又 稱 受 壓 地 下 水, 在 二 個 不 透 水 層 間 含 水 層 中, 其 水 流 受 上 層 不 透 水 層 之 限 制, 且 地 下 水 中 壓 力 大 於 大 氣 壓 力, 受 壓 地 下 水 流 動 與 水 管 中 水 流 相 似 自 流 井 : 因 地 下 水 由 井 孔 自 動 上 升, 當 井 口 低 於 水 壓 面 時, 地 下 水 可 自 井 口 自 動 流 出 固 定 地 下 水 : 保 持 地 底 微 細 孔 隙 中 水 分, 在 水 力 坡 降 下 不 發 生 流 動 π k 0 h0 h π k 0 6. 7 40... R R ln ln 5 r π k 0 h0 h π k 0 4. 40... R R ln ln 50 r π k 0 h0 h π k 0. 0 40 R R ln ln r 50 或 或 R 7. 代 入 其 中 或 或 可 以 求 出 k. 68 day... F γ ρ g h r cosθ F : 作 用 力 : 支 杯 長 度 γ : 表 面 張 力 N dyne 或 c : kg ρ g 液 體 密 度 或 c 或 或 h : 毛 細 管 水 高 度 c r : 毛 細 管 半 徑 c θ : 液 體 與 管 壁 之 接 觸 角 度 自 由 含 水 層 非 侷 限 含 水 層 : 又 稱 自 由 地 下 水, 受 地 下 水 面 坡 降 所 控 制 與 明 渠 中 流 動 相 似 非 自 由 含 水 層 侷 限 含 水 層 : 又 稱 受 壓 地 下 水, 在 二 個 不 透 水 層 間 含 水 層 中, 其 水 流 受 上 層 不 透 水 層 之 限 制, 且 地 下 水 中 壓 力 大 於 大 氣 壓 力, 受 壓 地 下 水 流 動 與 水 管 中 水 流 相 似 自 流 井 : 因 地 下 水 由 井 孔 自 動 上 升, 當 井 口 低 於 水 壓 面 時, 地 下 水 可 自 井 口 自 動 流 出 固 定 地 下 水 : 保 持 地 底 微 細 孔 隙 中 水 分, 在 水 力 坡 降 下 不 發 生 流 動 π k 0 h0 h π k 0 6. 7 40... R ln R ln r 5 π k 0 h0 h π k 0 4. 40... R ln R ln r 0 π k 0 h0 h π k 0. 0 40 R ln R ln r 50 或 或 R 7. 代 入 其 中 或 或 可 以 求 出 k. 68 day... 6-8 4 f 壓 力 能 : P, 動 能 :, 位 能 : gh, 摩 擦 能 : h, W : 軸 功 f S S 摩 擦 能 τ 剪 應 力 h f f 摩 擦 係 數 D 動 能 ρ W : 流 體 獲 得 泵 之 能 量 壓 力 能 : P, 動 能 :, 位 能 : gh, 摩 擦 能 : h, W : 軸 功 f S S 摩 擦 能 τ 剪 應 力 F 作 用 力 h 4 f f f 摩 擦 係 數, I D 動 能 ρ As 表 面 積 W : 流 體 獲 得 泵 之 能 量
6-47 6-49 土 壤 溶 液 滲 透 壓 增 大, 根 系 吸 水 困 難 : 植 物 根 吸 取 水 分, 是 要 通 過 根 細 胞 膜 向 土 壤 溶 液 中 吸 取, 如 果 土 壤 溶 液 含 鹽 量 大 濃 度 高, 根 系 滲 透 壓 要 增 更 大 時 才 能 吸 收 土 壤 溶 液 滲 透 壓 增 大, 根 系 吸 水 困 難 : 因 為 植 物 根 吸 取 水 分, 是 要 通 過 根 細 胞 膜 向 土 壤 溶 液 中 吸 取, 如 果 土 壤 溶 液 含 鹽 量 大 濃 度 高, 根 系 滲 透 壓 要 增 更 大 時 才 能 吸 收 6-57 6-6 例 題 0 已 知 河 流 流 量 0 cs,bod 含 量 為 5 pp, 經 導 入 清 淨 水 量 0 cs, 且 BOD 含 量 為 pp, 則 河 流 經 稀 釋 後 BOD 含 量 為 何? 例 題 0 已 知 河 流 流 量 0 cs,bod 含 量 為 5 pp, 經 導 入 清 水 量 0 cs, 且 BOD 含 量 為 pp, 則 河 流 經 稀 釋 後 BOD 含 量 為 何? 7-8 7-7-0 流 入 時 間 : 雨 水 漫 地 流 時 間, 在 流 入 管 道 前 所 需 的 時 間 集 流 時 間 流 下 時 間 : 雨 水 流 經 河 道 由 上 游 至 下 游 所 需 時 間 例 題 7 解 析 0 A I 0 000 40 Q 8. 5 cs n 86400 86400 例 題 8 解 析 0 A I 0 70 60 0. 7 Q 7cs n 86400 86400 例 題 9 解 析 0 A I 0 000 6 0. 7 Q 5. 8 cs n 86400 86400 流 入 時 間 : 雨 水 漫 地 流 時 間, 在 流 入 渠 道 前 所 需 的 時 間 集 流 時 間 流 下 時 間 : 雨 水 流 經 河 道 由 上 游 至 下 游 所 需 時 間 例 題 7 解 析 0 A I 0 000 40 Q 8. 5 cs N 86400 86400 例 題 8 解 析 0 A I 0 70 60 0. 7 Q 7cs N 86400 86400 例 題 9 解 析 0 A I 0 000 6 0. 7 Q 5. 8 cs N 86400 86400 4
7-4 已 知 Q 4. 7cs, Q 4. 7 A 4. 7 d + d 4 7 8 4 即 A.. h + h 經 解 出 h. 7 h + h. 7 +. 7 A 4. 9 check, Q 4. 7 0. 995 < A 4. 9 s s s 為 最 大 容 許 流 速 已 知 Q 4. 7cs, Q 4. 7 A 4. 7 d + d 4 7 8 4 即 A.. h + h 經 解 出 h. 7 h + h. 7 +. 7 A 4. 9 check Q 4. 7 0. 995 < A 4. 9 s s s 為 最 大 容 許 流 速 7-7 7-8 8-5 8-6 5
8-9 8-0 8-8-5 不 需 要 量 水 需 要 量 水 一 般 採 用 比 率 分 水 為 通 過 構 造 物 流 量, 可 直 接 通 閘 門 或 閘 板 各 種 出 水 口 依 據 量 水 堰 分 配 水 按 可 利 用 水 頭 大 小 連 接 適 宜 量 水 設 施 分 水 8-7 8-6
8-6 8-9- 註 農 業 生 產 發 生 三 種 影 響 : 災 害 防 止 與 緩 和 單 位 面 積 產 量 增 加, 及 使 同 一 土 地 可 眾 多 期 作 物 註 農 業 生 產 發 生 三 種 影 響 : 災 害 防 止 與 緩 和 單 位 面 積 產 量 增 加 及 使 同 一 土 地 可 種 多 期 作 物 9-5 9-7 7
9-0 9-4 9-8 9-0 9-9- 9-8
9-5 9-7 9-8 9-9 9-9
9-6 9-7 9-40 9-4 0
9-47 每 公 頃 需 從 水 源 取 多 少 流 量 灌 溉 期 距 內 6 l ha ha ha 57 株 ha 株 6. 44 0 l ha 57 株 ha 960 l 4. 4 0 44. 44 0 4 0 每 公 頃 有 幾 株 8 每 株 所 需 水 量 灌 溉 期 距 內 960 株 每 株 每 日 所 需 水 量 7 l 7day day 株 l 株 每 公 頃 需 從 水 源 取 多 少 流 量 灌 溉 期 距 內 6 l ha ha 4 ha 57 株 ha 株 6. 4 0 l ha 57 株 ha 960 l 4. 0 4. 4 0 0 每 公 頃 有 幾 株 8 每 株 所 需 水 量 灌 溉 期 距 內 960 株 每 株 每 日 所 需 水 量 7 l 7day day 株 l 株 9-5 9-56 各 章 節 - 歷 屆 試 題 頁 數 題 數 原 答 案 修 正 答 案 0-59 第 8 題 B 第 6 題 A -44 第 7 題 A B 第 9 題 B 第 0 題 D 第 題 D -45 第 題 A 第 題 A B 第 6 題 B D -46 第 9 題 D 8-5 第 9 題 D