第四章 滲透管溝滲透性能分析
續圖 4- 1 試驗概況
開孔率 3.7%之滲透排水管滲透試驗數據整理如表 4-1，進一步利用土壤飽和 滲透係數可求得比滲透面積（Au.s）；而比滲透面積與水位之關係則如圖 4-2 所示，
結果顯示滲透排水管之穩定入滲率隨著穩定水位增高而增加。
表 4-1 滲透排水管（開孔率 3.7%）滲透試驗結果
試驗名稱 滲透管溝穩態滲透試驗
試驗人員 簡吉甫、劉冠廷、蘇嘉民、卓禹見 管溝名稱 滲透排水管（開孔率 3.7%）
試驗組別 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 5 試驗 6 穩定水深(cm) 3.0 7.2 11.4 12.1 15.2 19.2
穩定水深(m) 0.030 0.071 0.114 0.121 0.152 0.192 平均注水量(10-5, cms) 0.44 0.94 0.92 1.16 1.41 1.94 土壤飽和滲透係數
(Ksoil, m/s) 5.37 ×10-6 單位長度
比滲透面積(Au.s, m2/m) 6.31 13.52 13.20 16.61 20.15 27.75
為瞭解比滲透面積與水位之變化關係，本計畫將試驗數據進行迴歸分析，結 果如圖 4-2 所示。
子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究
圖 4-2 滲透排水管（開孔率 3.7%）Au.s與 H 關係圖
雖然滲透排水管為圓形斷面，與側溝之矩形斷面截然不同，但由圖顯示二者 之滲透能力與水位之變化趨勢相同，即呈線性關係。進一步觀察試驗時之排水管 之水位、滲水狀況及級配層之蓄水現像，由於本研究探討的是穩定水位後之最終 入滲率，而排水管及礫石的滲透性遠高於填土層，故水位穩定時管內外水位一 致，此時溝槽之貯水現像與側溝相同，故其呈現相同趨勢。進一步由廻歸分析顯 示比滲透面積與水位可以一線性方程式表示，如式(4-1)所示。
Au.s= 139.50H, r2= 0.95 (4-1) 式中：Au.s為單位長度比滲透面積（m2/m）；H 為滲透排水管之設計水位（m）；
r2為決定係數（Coefficient of determination）。
式(4-1)顯示，只要決定滲透排水管之設計水位，即可得到單位長度比滲透面 積，再乘以土壤之飽和滲透係數即可得到滲透排水管的穩定入滲率，故此關係式 可用來作為推估不同設計水位下，滲透排水管之入滲性能。
二、開孔率 1.8%之滲透排水管試驗結果分析
經由前面的試驗與探討，本計畫繼續將排水管之開孔率由 3.7%減至 1.8%，
以探討不同型式排水管之滲透特性。採用方式為利用油性黏土將開孔率 3.7%之 排水管一半排水孔密封，密封施作過程如圖 4-3(a)所示，密封完成如圖 4-3(b)及
0 5 10 15 20 25 30
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
H (m) Au.s(m3 /m)
Au.s= 139.50H R2= 0.95
(a) 密封過程 (b) 密封完程(1)
(c) 密封完程(2) (d) 試驗概況
圖 4-3 滲透排水管密封施作及試驗概況
試驗時，經測試調整結果試驗之最低水位控制在約 0.03m，而試驗最高水位 原則上只需將出水控制閥開度開大即可，因此試驗之最高水位控制在約 0.2m，
其餘不同水位則調整出水控制閥之開度。
試驗數據整理如表 4-2，所示試驗結果顯示滲透排水管之穩定入滲率隨著穩 定水位增高而增加，而進一步可利用土壤之飽和滲透係數可求得比滲透面積
（Au.s）。
為瞭解比滲透面積與水位之變化關係，本計畫將試驗數據進行迴歸分析，結 果如圖 4-4 所示；由廻歸分析結果顯示比滲透面積與水位可以一線性方程式表 示，如式(4-2)所示。
子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究
表 4-2 滲透排水管（開孔率 1.8%）滲透試驗結果
試驗名稱 滲透管溝穩態滲透試驗
試驗人員 簡吉甫、劉冠廷、蘇嘉民、卓禹見 管溝名稱 滲透排水管（開孔率 1.8%）
試驗組別 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 5 試驗 6 穩定水深(cm) 3.2 6.5 7.9 12.4 16.0 17.8 穩定水深(m) 0.032 0.065 0.079 0.124 0.160 0.178
平均注水量(10-5, cms) 0.47 0.61 0.65 0.93 1.32 1.58 土壤飽和滲透係數
(Ksoil, m/s) 5.37 ×10-6 單位長度
比滲透面積(Au.s, m2/m) 6.71 8.77 9.31 13.35 18.96 22.63
Au.s= 121.66H, r2= 0.96 (4-2) 式中：Au.s為單位長度比滲透面積（m2/m）；H 為滲透排水管之設計水位（m）；
r2為決定係數（Coefficient of determination）。
圖 4-4 滲透排水管（開孔率 1.8%）Au.s與 H 關係圖
式(4-2)顯示，只要決定滲透排水管之設計水位，即可得到單位長度比滲透面
0 5 10 15 20 25
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
H (m) Au.s(m3 /m)
Au.s= 121.66H R2= 0.96
三、開孔率 1.2%之滲透排水管試驗結果分析
經由前面的試驗與探討，本研究進一步將排水管之開孔率由 3.7%減至 1.2%，以探討不同型式排水管之滲透特性。採用方式為利用油性黏土將開孔率 3.7%之排水管 2/3 排水孔密封。
試驗數據整理如表 4-3，所示試驗結果顯示滲透排水管之穩定入滲率隨著穩 定水位增高而增加，而進一步可利用土壤之飽和滲透係數可求得比滲透面積。
為瞭解比滲透面積與水位之變化關係，本計畫將試驗數據進行迴歸分析，結 果如圖 4-5 所示；由廻歸分析結果顯示比滲透面積與水位可以一線性方程式表 示，如式(4-3)所示。
表 4-3 滲透排水管（開孔率 1.2%）滲透試驗結果
試驗名稱 滲透管溝穩態滲透試驗
試驗人員 簡吉甫、劉冠廷、蘇嘉民、卓禹見 管溝名稱 滲透排水管（開孔率 1.2%）
試驗組別 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4 試驗 5 試驗 6 試驗 7 試驗 8 試驗 9 穩定水深(cm) 3.3 5.5 8.0 9.6 12.3 14.3 17.2 17.4 18.3
穩定水深(m) 0.033 0.055 0.08 0.096 0.123 0.143 0.172 0.174 0.183 平均注水量(10-5, cms) 0.53 0.56 0.65 0.63 0.70 0.91 1.22 1.21 1.02 土壤飽和滲透係數
(Ksoil, m/s) 5.37 ×10-6 單位長度
比滲透面積(Au.s, m2/m) 7.52 7.96 9.27 8.96 10.07 13.04 17.52 17.28 14.64
Au.s= 94.77H, r2= 0.83 (4-3) 式中：Au.s為單位長度比滲透面積（m2/m）；H 為滲透排水管之設計水位（m）；
r2為決定係數（Coefficient of determination）。
子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究
圖 4-5 滲透排水管（開孔率 1.2%）Au.s與 H 關係圖
四、網狀滲透管之滲透排水管試驗結果分析
本計畫為對於滲透排水管之滲透性能有一完整之探討，進一步以「網狀滲透 管」進行滲透試驗。網狀滲透管之開孔率為 81%（如圖 4-6 所示），遠大於之前 試驗之滲透排水管，而試驗數據整理如表 4-4。試驗結果顯示滲透排水管之穩定 入滲率隨著穩定水位增高而增加，而進一步可利用土壤之飽和滲透係數可求得比 滲透面積（Au.s）。
0 5 10 15 20 25
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
H (m) Au.s(m3 /m)
Au.s= 94.77H r2= 0.83
試驗名稱 滲透管溝穩態滲透試驗
試驗人員 簡吉甫、劉冠廷、蘇嘉民、卓禹見 管溝名稱 滲透排水管（開孔率 81%）
試驗組別 試驗 1 試驗 2 試驗 3 試驗 4
穩定水深(cm) 2.6 3.3 7.3 13.8
穩定水深(m) 0.026 0.033 0.073 0.138
平均注水量(10-5, cms) 0.451 0.616 1.06 1.96
r2為決定係數（Coefficient of determination）。
圖 4-7 滲透排水管（開孔率 81%）A 與 H 關係圖
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
H(m)
Au.s(m3/m)
Au.s= 208.19H r2= 0.99
子計畫一：滲透管溝滲透試驗及電腦輔助設計 軟體之研究