什麼是水力坡度?
水力坡度(i)用來描述水在流動路徑上水頭變化的陡緩程度,是地下水水文學與滲流分析中的核心參數。它的定義為水頭變化量(水頭損失)除以該變化所跨越的距離。由於它是長度與長度的比值,因此水力坡度為無因次量(沒有單位)。
如何使用本計算機
請輸入水頭損失 dh(兩點之間的水頭差,以公尺計)與流徑長度 L(沿流動方向兩點之間的距離,以公尺計)。計算機會回傳以無因次比值表示的水力坡度,並同時換算為百分比。請確保兩項輸入使用相同的長度單位;即使兩者都改用英呎,由於單位會互相抵消,所得坡度結果仍然相同。
公式說明
兩者的關係為
i = ((Head Loss (m)) ÷ (Flow Path Length (m)))
在較短距離內出現較大的水頭損失,會形成陡峭的坡度與較快的流速;相同的水頭損失若分布在較長距離上,則坡度較為平緩。結合達西定律(Darcy's Law,q = K · i),水力坡度即可用來推算地下水在水力傳導係數為 K 的土壤或含水層中的流量。
實例演算
假設有兩口監測井相距 100 公尺,兩井之間的地下水位下降了 5 公尺。則
i = ((5) ÷ (100)) = 0.05
即 5%。這代表沿流動方向每移動 1 公尺,水頭便下降 0.05 公尺。
使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)
📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位
輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。
🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障
所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。
📊 3. 符合公認學術與產業計算模型
演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。
📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出
支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。
🔄 5. 多情景敏感度動態對比
建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。
🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明
本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。
常見問題 (FAQ)
水力坡度一定小於 1 嗎?
不一定。在地勢陡峭或受到高度擾動的環境中,坡度可能超過 1;不過在區域性含水層中,坡度通常遠小於 1。
我該使用什麼單位?
dh 與 L 只要使用一致的長度單位即可。由於單位會互相抵消,最終結果為無因次量。
為什麼水力坡度很重要?
水力坡度決定了地下水流動的方向與速率,是滲流分析、污染物傳輸與基坑降水等計算中不可或缺的關鍵。