水利工程 103 年水資源工程學考古題

請以示意圖顯示築壩後的蓄水分布，包括：壩體，河床及水庫的蓄水分區；其內容 有：洩水道（sluiceway），築壩前之自然河水面，設計洪水位，正常水位及水庫最 低水位；並請在其上標示：溢洪道（spillway）堰頂，河谷蓄水，超高蓄水，可用蓄 水及庫底蓄水等。（20 分）

某計畫區排水範圍及逕流係數C 值如下圖所示，該區5 年頻率設計降雨強度延時公 式： 55 6300  t i （式中i 單位為mm/hr；t 之單位為分鐘），今設計一排水路於基地南 側，假設漫地流流速為0.4 m/sec，排水路設計流速為2.5 m/sec，在不考慮區外逕流 下，以合理化公式計算各渠段5 年頻率之設計流量分別為何？（20 分）

請說明如何建立洪災損失之頻率曲線。另以興建堤防為例，利用洪災損失頻率曲線 說明其防洪效益。（20 分）

某水庫呆水位與滿庫水位分別為200 m 及 280 m，其水位高程與水域面積如下，求：  水庫有效蓄水容量為何？（10 分）  如有一水力發電廠取水口位置高程230 m，其水力電廠之水輪機與發電機綜合效 率為0.8，假設水路損失為總落差之7%，水輪機尾水位高程160 m，在不考慮水 庫上游逕流及蒸發、滲流等水量損失下，推估水庫一次滿庫後放空可發總電量為 多少？（15 分） 水位高程（m） 200 210 220 230 240 250 260 270 280 水域面積（km2） 1.0 1.3 1.8 2.2 2.7 3.3 4.0 4.8 5.7

一矩形渠道寬2 公尺，底床坡度0.01，流量4 秒立方公尺，曼寧n 值0.018。請求 出此水流的正常水深及臨界水深。若實際水深為1.5 公尺，則水面線屬於何種型式？ 在何種水工構造物情況下會發生此種流況？（20 分）

在河道治理工程項目中，請說明：  設置固床工之目的及設計考量因子為何？（10 分）  不考慮渠道回淤坡度下，固床工之設計露出高度與固床工設置間距關係為何？ （5 分） 103年公務人員高等考試三級考試試題 全一張 （背面）

在一兼有水力與火力發電聯合使用之電力系統中，水力電廠與火力電廠搭配運轉之 原則為何？（20 分）

某一完全貫入拘限含水層（confined aquifer）之抽水井，其含水層厚度20 m、滲透 係數值（coefficient of permeability）為0.1m/hr 及蓄水係數（coefficient of storage） 為0.0002。有一觀測井位於抽水井南側30 m，在抽水量為10 m3/hr 下：  觀測井在抽水開始後10 小時其洩降為何？（10 分）  如抽水開始後第10 小時停止抽水，在第12 小時觀測井之殘餘洩降為何？（10 分）

某小型水資源開發計畫中的不同計畫方案之成本與效益資料列如下表： 計畫方案 建造成本（$） 年運轉成本（$） 年效益（$） 1A 1,000,000 50,000 160,000 1B 800,000 45,000 105,000 2A 1,550,000 85,000 230,000 2B 600,000 22,000 99,000 1A, 2A 2,550,000 135,000 325,000 1A, 2B 1,600,000 72,000 258,000 1B, 2A 2,350,000 130,000 332,000 1B, 2B 1,400,000 67,000 202,000 表中不同方案地點之成本支出均互不相關。假設計畫壽命為50 年，且年利率為 10%，其還本因子為0.10086，請依經濟可行性列出該諸計畫方案或方案組合之優劣 順序。（20 分）

某灌溉區面積1,000 公頃，其農地水資源供需情形如下表： 月 份 1 2 3 4 5

9 10 11 12 作物需水量 （mm） 150 180 210 250 300 350 400 350 340 300 250 200 植物可利用降 水量（mm） 80 120 100 140 300 320 330 280 280 180 130 90  不考慮排水回收及迴歸水再利用情況下，每月應額外提供多少公釐之灌溉水量？ （5 分）  如灌溉水量由河水堰引水，其輸水損失為引水量之30%，試設計一渠坡為0.005 之矩型混凝土小給水路，如以最佳水力斷面設計，其斷面尺寸為何？（15 分） 提示：混凝土內面工曼寧係數值0.012；出水高度須大於0.25 倍水深並至少為20 cm。