水利工程 101 年水資源工程概要考古題

某公司興建一臨時自來水加壓站供工廠使用，使用年限為三年。A 方案建造成本為 500 萬，每年的營運成本為70 萬，三年後的殘值為100 萬，B 方案建造成本為600 萬，每年的營運成本為50 萬，三年後的殘值為130 萬。假設年利率為4%，試以現值 法比較，採用何方案為佳？（20 分）

下圖為一閘門放水示意圖，圖中A點為縮流點（Vena contracta）且其水深為0.5 m， 若下游B點之水深為0.6 m，試求A至B點之水平距離L。已知單位寬度流量為 5 m3/s/m，底床坡降S0為0.0002、曼寧糙度n為0.02。（20 分） 0.6 m L 0.5 m 縮流點 A B

一個寬為兩公尺的矩形渠道其設計具有流量4.8m3/s，水深1.6m。在渠道的某斷面 渠底平順隆起0.12m的平台。忽略能量損失，計算隆起平台上之水深。（20 分）

下圖為一簡易自來水管線示意圖，在忽略次要水頭損失下，試計算當Q =1 m3/s及 n=0.015 時，此自來水管線系統從A至D點之總水頭損失。圖中，L為各管線長度， d為各管線直徑。（20 分） L=4000 m d=1.5 m d=1 m L=5000 m L=1000 m d=1.5 m L=5000 m d=2 m A B C D

試說明水力發電的方式。（20 分）

若某河流之流量資料如下表所示： 年 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 流量（cms） 800 960 750 550 1350 790 570 350 820 試以韋伯法計算超越機率為80%（Q80）之流量。（10 分） 若假設流量為常態分佈（Normal Distribution），試計算超越機率亦為80%（Q80） 之流量。（可參考下列簡化之標準常態分佈表）（10 分） （標準常態分佈表） 標準化變量z 0.253 0.524 0.842 1.282 機率P(z) 0.1 0.2 0.3 0.4 【註：表中之z 及P(z)之定義如示意圖所示】 0 z P(z) 常態分佈示意圖 ∫ − z dz z e 0 ) 2 2 ( 2π 1 = P(z) z z 0 ) 2 / z ( 2π 1 = P(z) 2 d e ∫ − 101年公務人員普通考試試題 類 科： 水利工程 全一張 （背面）

試述防洪的方法，並以防洪的觀點探討河川截彎取直後的特性與優缺點。（20 分）

下圖中曲線為某河川之累積流量曲線，圖中曲線上各點之累積流量與時間如下表所 示，假設該地區用水需求量為每年300 萬噸： 試以質量曲線法（mass curve method）推求水庫容量。（10 分） 說明沿曲線上由A 點至D 點各階段入流量相對於需求量之大小。（10 分） 河川入流量累積曲線圖 A B C D 1985 1980 1990 1995 2000 1500 3000 4500 6000 7500 時間（單位：年） 累 積 流 量 ︵ 萬 立 方 公 尺 ︶ 累積流量－時間表 時間（年） 累積流量曲線點位 累積流量（萬立方公尺） 1980 A 1500 1985 B 3000 1990 C 3000 1995 D 6000

試描述溢洪道之種類，說明其特性並列舉一個採用該類溢洪道的臺灣水庫名稱。 （20 分）

有一個2 m寬之矩形渠道，流量為2.6 m3/s，水深為1 m，曼寧糙度n為0.012。假設 此渠道流況為穩態均勻流，試求： 底床坡降S。（5 分） 臨界水深（Critical depth）。（5 分） 最小比能（Specific energy）。（5 分） 判斷此水流為亞臨界流或是超臨界流。（5 分）