第二章 蒐集資料與文獻分析
第二節 文獻分析
壹、 SCS 曲線號碼法(Soil Conservation Service Curve Number Method)
降雨—逕流的研究大約可追朔到 1674 年，法國學者 Perreault 利用法國巴黎塞納河的實 測雨量記錄P 與估算的年逕流量a Q ，得出a Qa
Pa 6的關係式(Linsley, 1982)，以現代水文學的 觀點來看，這個關係式省略了相當多因素，但時至今日，由降雨量乘上百分比例換算成逕流 量的概念仍然被廣泛使用，如合理化公式(Rational formula)中的逕流係數(Coefficient of runoff) 等。通常降雨逕流模型的基本型式可表示為：
Q P L (1)
其中Q是總逕流量，P是總降雨量，L是水文扣除量(Hydrologic abstractions)，例如蒸發、
蒸散、窪蓄、截流和入滲等，為了瞭解入滲或水文扣除量與逕流量之關係，本計畫將利用曲 線號碼法(SCS-CN method)進行有效降雨量和入滲總量之計算，曲線號碼法為美國自然資源保 育 局(National Resources Conservation Servic, NRCS) 的 前 身 土 壤 保 持 局 (Soil Conservation Service)於 1954 年所開發，並且被收錄於其出版的國家工程手冊第 4 部(National Engineering Handbook Section4, NEH-4)之中，由於曲線號碼法考慮了包含土壤類型、土地利用、地表條件 及臨前水分條件等流域特徵，加上該方法簡單且容易理解和應用的特性，因此被廣泛的接受 及使用(Mishra and Singh, 2003)。
國內同樣有許多應用曲線號碼法進行的研究，例如盧惠生(1985)利用曲線號碼法，根據過 往逕流實驗資料，建立臺灣重要坡地作物於不同水土保持處理下之值。謝平城等人(2008)利用 後龍溪流域實測資料所得之逕流係數與由曲線號碼法推估之逕流係數進行比較，發現推估逕 流係數有略大於實測逕流係數的現象，並提出就工程設計面考量，建議採用推估值較為安全，
後續將針對曲線號碼法的原理以及各項參數進行介紹。
一、基本方程式及假設
SCS 曲線號碼法是建立在水平衡方程式以及兩個基本假設基礎之上，第一個假設為地表 直接逕流量(Direct surface runoff)即超滲降雨(Rainfall excess)Pe與總降雨量(Total rainfall)P之
(Potential maximum retention) 'S 之比值相等。第二個假設則是初期扣除量(Initial abstraction)Ia 間(Mishra and Singh, 2003; Mimikou et al., 2016)，而美國水土保持局在試驗集水區所得之數據 (USDA, 1986)，得出經驗關係式I
0.2S，因此式(7)可改寫為：2 (Hydrologic condition)以及臨前水分條件(Antecedent moisture condition, AMC)等定出 CN 值後 計算而得， S 和 CN 之關係如下：
壤質砂土(Loamy sand)和砂質壤土(Sand loam)等，其入滲率每小時 0.30 英吋以上(7.62mm hr)，
B 類土壤為在完全濕潤的條件下，入滲能力中等之土壤，例如坋質壤土(Silt loam)和壤土(Loam) 等，其入滲率介於每小時 0.15-0.30 英吋之間(3.81-7.62mm hr)，C 類土壤為在完全濕潤的條 件下，入滲能力較低之土壤，例如砂質黏壤土(Sandy clay loam)等，其入滲率介於每小時 0.05-0.15 英吋之間(1.27-3.81mm hr)，D 類土壤為在完全濕潤的條件下，入滲能力最低之土壤，例 如黏質壤土(Clay loan)、坋質黏壤土(Silty clay loam)、砂質黏土(Sandy clay)、坋質黏土(Silty clay)和黏土(Clay)等，其入滲率介於每小時 0-0.05 英吋之間(0-1.27mm hr)(USDA, 1986)，如
表2-9 所示。
表2-9 美國自然資源保護局土壤質地分類表
分類群組 土壤質地種類 入滲率(in hr) A
砂土(Sand) 壤質砂土(Loamy sand)
砂質壤土(Sand loam) 坋質黏壤土(Silty clay
loam)
砂質黏土(Sandy clay) 坋質黏土(Silty clay)
黏土(Clay)
0-0.05
(資料來源：Urban Hydrology for Small Watersheds, USDA, 1986)
五、臨前水分條件
休眠季節(Dormant season) 生長季節(Growing season)
AMC I <13 <36
AMC II 13-28 36-53
AMC III >28 >53
(資料來源：Soil Conservation Service Curve Number (SCS-CN) Methodology, Mishra and Singh, 2003)
CN 值在實際應用上時，需根據土壤臨前水分條件進行轉換，轉換表可參考附表 3-1，或 利用(12)式及(13)式進行CN 值之轉換(Ponce and Hawkins, 1996)：
2.281 0.01281
九、國土規劃涉及原住民族之土地，應尊重及保存其傳統文化、領域及智
四、與水源供應、鄰近之交通設施、排水系統、電力、電信及垃圾處理等公
三、工業區：為促進工業整體發展，會同有關機關劃定者。
十九、都市計畫發布實施前，原有依法實際供農作、養殖、畜牧生產且未停
前項逕流量之計算，應經依法登記開業之相關專業技師簽證。但由政府相關
中華民國七十七年七月一日本規則修正生效後，同一或不同申請人向目的事
（四）防災、救災空間構想。
土地開發利用屬分期分區開發或有分次、累積開發情形者，應將其分期分區開