民國115年 普通考試 水土保持工程 集水區經營與水文學概要
第1題
請說明集水區河溪級序（Stream orders）以及分岔比（bifurcation ratio） 之定義，並繪圖說明分岔比對流量歷線形狀之影響。（25 分）
題目
請說明集水區河溪級序（Stream orders）以及分岔比（bifurcation ratio） 之定義，並繪圖說明分岔比對流量歷線形狀之影響。（25 分）
參考解答（AI 生成，非官方）
- 一、河溪級序（stream order）之定義：採 Strahler（1952）法，將無分支之源流定為一級；兩條同級溪流匯合時級序加一；不同級序匯合則取較高者。級序愈高，代表集水區面積與流量愈大、水文反應愈穩定。另有 Shreve 連結數（link magnitude），以源流條數表示河系規模。級序為無因次序數，僅表相對大小，非實際流量。
- 二、分岔比（bifurcation ratio, Rb）之定義：為某一級溪流條數與高一級溪流條數之比值，Rb＝Nu／Nu+1，實務上取各級平均或以半對數迴歸斜率求之（Horton）。天然河系多在3至5之間；大於5常受斷層、節理等地質構造控制或盆地狹長；小於3則盆地寬廣、地勢平緩。分岔比與地質、地形及降雨特性密切相關。
- 三、繪圖說明：先畫兩個等面積集水區平面圖，甲區高分岔比，呈樹枝狀、源流多而短；乙區低分岔比，呈狹長狀、幹流長而支流少。下方對應畫兩條流量歷線，縱軸為流量Q、橫軸為時間t，並設定同一場降雨。甲曲線尖瘦、洪峰高、漲水快、稽延時間（lag time）短；乙曲線平緩、洪峰低、延時長。請考生依此結構標註級序、匯流點與洪峰位置。
- 四、影響機制：高分岔比表示源流多且短，水流路徑短、集流迅速，各支流洪峰易疊加，故歷線尖峰明顯、洪峰量大；低分岔比表示水流須經長河道演算，沿途蓄存、糙度與漫灘衰減作用大，洪峰被削減且歷線拉長。分岔比亦影響洪峰到達時間與洪峰量，為河系形狀與水文反應之重要指標。
- 五、限制與應用：分岔比僅為形狀指標，須配合排水密度、河頻度、形狀因子、地質與土地利用共同判讀；都市化、取水與水庫操作均會改變歷線形狀。實務上可應用於洪水預警、水庫入流推估、洪峰量估算與集水區治理分區，惟不宜單獨作為設計依據。
AI 依官方試題文字產生的參考解答，非考選部公告答案，內容僅供備考參考。