水利工程 100 年水資源工程學考古題
民國 100 年（2011）水利工程「水資源工程學」考試題目，共 15 題 | 資料來源：考選部
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道路下端有一混凝土涵洞，涵洞之設計係採用寬2 m，高1.5 m 之矩形斷面。已知
涵洞之縱坡為So=0.005，糙度n=0.015，長度為45 m。入水口水頭自涵洞底部起算
為2.5 m，出水口水頭自涵洞底部起算為2 m，試計算涵洞之出流量。（25 分）
有一水庫之入流量及出流量分別如下表所示：
時間
入流量（m3/s）
出流量（m3/s）
1000
0.57
0.85
1200
0.74
0.79
1400
1.22
0.57
1600
1.64
0.34
1800
1.36
0.25
2000
1.02
0.23
在上午10 時水庫蓄水量為4900 m3，試計算下午5 時之水庫蓄水量。（25 分）
有一含水層面積為100 km2，而其上面覆蓋四不同地層，其特性如下表所示：
有一延時為4 hrs 的降雨，總降雨量為100 mm，試估算補注到含水層的總水量，
假設大氣壓力存在四層底部而且各層為飽和狀態。（15 分）
如果這四層下為不透水層而非含水層，試估計每單位寬度之側流量（Lateral
flow），假設其坡降為0.1%。（10 分）
地層
厚度（m）
Kx（m/day）
Ky（m/day）
1（頂層）
1
1
0.25
某一集水區可劃分成數個不同土地利用之子集水區，今若利用合理法公式（rational
formula）推估集水區下游出口之總流量，試說明其計算步驟及方法，並列出計算所
需的資料。（25 分）
在一水平矩形渠道中發生水躍，已知渠道寬度為2.4 m，水躍前後之水深分別為1.2 m
及2.8 m，試計算渠道之流量及水躍能量損失。（25 分）
非工程防洪措施（non-structural measure）有那些項目，試說明之。（25 分）
有三個蓄水池A、B 及C，其蓄水水面高程分別為200 m、210 m 及175 m。三個蓄水
池之間有共同接點D，接點D 與三個蓄水池以管線相連接，接點D 之高程為180 m。
已知AD 間管長600 m，管線直徑30 cm，BD 間管長1000 m，管徑10 cm，CD 間管長
150 m，管徑15 cm，所有管徑之達西維士巴克（Darcy-Weisbach）摩擦因子f = 0.025，
試推估AD、BD 及CD 管線之流量。（25 分）
2
0.3
3
2
1.5
0.2
試述：
溢洪道之功能及種類。（10 分）
水錘（water hammer）現象。（10 分）
田間容水量（field capacity）之推估方法。（5 分）
有一堤防之施工期為2 年，今擬興建圍堰以保護堤防之施工，若施工期間發生河川
流量大於圍堰設計流量時，將會有400×106元之損失。今利用河道60 年洪水流量依
甘保氏分布（Gumbel distribution）計算各重現期洪水量為：
重現期（年）
流量（m3/s）
2
20,000
10
37,500
100
60,000
而依各設計流量推估圍堰需要的成本為：
設計流量（m3/s）
圍堰成本（106元）
70,000
200
60,000
160
50,000
120
40,000
100
30,000
80
20,000
60
試以經濟效益分析圍堰採用之最佳設計流量。（25 分）
4
0.025
0.005
二、有一小型水壩的溢洪道（Spillway）擬採取最小總成本原則設計，在壩址處已有55 年
的年洪峯流量紀錄，平均年洪峯流量為100 cms，標準偏差為50 cms，而且其分布函
數符合Gumbel Type I的機率分布函數，假設溢洪道溢流所造成之損失為$100,000，而
其年建造成本可表示為 $100/3(QT－183)，式中QT為設計洪水量且QT＞200 cms。
計算並繪出不同設計洪水量QT，其中T= 25，50，75，100 年之溢流風險成本（risk
cost）、年建造成本及總成本曲線（其相對應的頻率因子KT (Frequency factor) 為
2.267，2.869，3.219 及3.467）。（15 分）
基於最小總成本原則，計算其設計洪水量QT及其重限期距（Return period）。（10 分）
三、某一管路系統利用馬達抽水，其抽水量為Q（cms），並假設管路系統中之能量損失hL
包括摩擦損失及次要損失，可以表示為hL＝kQ2 / d5，其中k為常數；d（m）為管徑。
而管路系統的設置成本包括管路成本、抽水機的初期設置成本及抽水機的操作維護
成本，其可分別表示為：C1Ld，C2gHQ/η及C3gHQ/η，其中Ci 為常數；L（m）為管
路長度；H（m）為揚水高程；η為抽水馬達效率係數；g為重力加速度，試計算在成
本最小化的情況下其管徑為何？（註：以年成本計算）（25 分）
100年公務人員高等考試三級考試試題
類 科： 水利工程
全一張
（背面）
四、水庫預定興建地點之入流量與需水量資料如下表所示，而水庫上游尚存有另一水庫，
試計算為滿足需水量之水庫蓄水容量為何？（25 分）
上游水庫
其他支流
灌溉需水量其他需水量蒸發損失
放水量(106m3) 入流量(106m3)
(106m3)
(106m3)
(106m3)
1
3.2
0.6
1.3
0.1
0.3
2
2.4
0.4
1.4
0.1
0.4
3
2.0
0.4
1.5
0.2
0.5
4
1.4
0.2
1.8
0.2
0.6
0.5
0.1
1.3
0.2
0.8
0.9
0.1
1.6
0.2
0.8
15.8
0.9
2.5
0.1
0.8
18.0
1.1
2.1
0.1
0.7
9
13.1
0.8
1.7
0.1
0.6
10
5.2
0.8
1.0
0.1
0.5
11
4.1
0.7
0.6
0.1
0.4
12
3.3
0.5
0.8
0.1
0.3
月
)
水利工程 100 年其他科目
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