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輸入計算

數學公式

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結果

直接逕流深度(Q)
0.961
英吋
最大潛在滯蓄量 S 3.333 in
初期扣除量 Ia(0.2S) 0.667 in
滯留/入滲量(P − Q) 2.039 in

什麼是 SCS 曲線數法?

SCS 曲線數(Curve Number,簡稱 CN)法是由美國農業部自然資源保育署(NRCS,前身為水土保持局 SCS)所發展,是水文學中最廣為採用的方法,用來估算單場降雨事件所產生的地表直接逕流。此法將土壤類型、土地利用、地表覆蓋與前期土壤含水狀況等多重因素,濃縮成一個介於約 30 到 100 之間的無因次數值。本計算器採用美制單位(英吋),為美國通用的水文計算方法;台灣常以公制(公釐)進行水文分析,使用時請留意單位與在地法規差異。

降雨歷線隨時間劃分為初損、入滲損失與直接逕流
SCS-CN 法將總降雨量 \(P\) 劃分為初損、入滲損失與直接逕流 \(Q\)。

如何使用本計算器

請輸入該場暴雨事件的總降雨深度 P(單位:英吋),以及您集水區所對應的曲線數 CN。CN 值愈低(如森林、砂質土壤)代表逕流愈少;CN 值愈高(如鋪面、黏土)則逕流愈多。本工具會回傳直接逕流深度 Q、最大潛在滯蓄量 S、初期扣除量 Ia,以及被滯留或入滲的水量。

公式解析

首先計算逕流開始後的最大潛在滯蓄量:$$S = \frac{1000}{\text{CN}} - 10$$初期扣除量(包含截留、窪蓄與逕流發生前的入滲)假設為 \(I_a = 0.2\,S\)。逕流量則為 $$Q = \frac{\left(\text{P} - 0.2\,S\right)^{2}}{\text{P} + 0.8\,S}$$若 \(P \le 0.2\,S\),表示不會產生逕流,此時 \(Q = 0\)。

顯示多個曲線數值下逕流 Q 隨降雨量 P 增大的曲線
曲線數越高(入滲越少),相同降雨量 \(P\) 下產生的逕流 \(Q\) 越多。

實例演算

以 \(P = 3\) 英吋、\(\text{CN} = 75\) 為例:$$S = \frac{1000}{75} - 10 = 3.333 \text{ 英吋}$$因此 \(0.2\,S = 0.667\) 英吋。由於 \(3 > 0.667\),故 $$Q = \frac{\left(3 - 0.667\right)^{2}}{3 + 0.8 \times 3.333} = \frac{\left(2.333\right)^{2}}{5.667} = \frac{5.444}{5.667} \approx 0.961 \text{ 英吋}$$的逕流深度。

常見問題

如果降雨量很小怎麼辦?當 \(P\) 未超過初期扣除量(\(0.2\,S\))時,模型會推估逕流為零,因為所有降雨都被截留或入滲了。

本計算器使用什麼單位?本實作採用英吋,這是 SCS-CN 法在美國的標準單位。將 \(Q\) 乘以集水區面積,即可得到逕流總量。

該如何挑選曲線數?NRCS 所公布的 CN 對照表,依據水文土壤群組與地表覆蓋類型,列出在一般(AMC II)含水狀況下的對應數值。

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