水利工程 104 年水資源工程學考古題

㈠近年來都市洪災日益嚴重的主要原因有那些？（10 分） ㈡流域綜合治水（comprehensive flood mitigation）包涵的內容為何？請說明之。 （15 分）

某集水區的集水面積為10 公頃，集流時間（time of concentration）為27.4 分鐘，重 現期距（return period）為25 年的降雨延時與降雨深度如表一所示，集水區內的土 地利用型態與對應之逕流係數如表二所示，假設擬在此集水區出口處設置一暗渠， 以排除重現期距為25 年的降雨逕流，試以合理化公式（rational formula）估計所需 設計流量？（25 分） 表一 表二 降雨延時（分鐘） 降雨深度（公厘） 土地利用型態 面積（公頃） 逕流係數 5 17 道路 2.0 0.7 10 26 草地 2.0 0.1 20 40 住宅區 4.0 0.5 30 50 工業區 2.0 0.8 40 57

請說明新興水源包括那些項目？並說明其優劣點。（25 分）

利用成本－效益分析方法，試決定下列水資源開發方案中的最優方案。（25 分） 方案 成本×104（元） 效益×104（元） 1 15,000 18,000 2 17,400 21,000 3 21,000 26,700 4 23,400 29,800

26,000 32,700

32,500 38,500

37,500 42,500

9 10 11 12 天然流量（106 m3） 7.8 7.1 8.4 3.5 1.5 0.5 0.2 5.0 6.9 7.3 1.7 0.2 降雨量（106 m3） 1.85 1.56 0.8 0.7 0.5 0.3 0.04 1.25 2.0 2.1 0 0.04 皿蒸發量（106 m3） 0.8 0.9 1.0 1.1 1.5 1.6 2.6 2.5 2.2 2.0 1.0 0.5 三、某一低窪地區面積為200 ha，因雨常積水，已知該地區5 日之總降雨量為380 mm， 逕流係數為0.75，且需於3 日內加以排除，試問該地區之排水容量？今若擬用一台 抽水機加以排除，若其計劃抽水位與出水位高差為15 m，吸水管總長為20 m，管 直徑1000 mm，吸入口、底閥、彎管、直管、出水口之損失係數分別為0.06、1.5、 0.0816、0.043、1.0，抽水機效率、齒輪傳動效率及餘裕率亦分別為0.79、0.96 及 0.15，試求該抽水機所需總揚程及所需動力HP（Required horse power）？（20 分） 四、有一矩形虹吸（rectangular siphon）溢洪道如下圖所示，斷面積為1 m × 1 m，總長 度40 m，由入口至管頂（crown）長10 m，入口損失係數= 0.2、摩擦係數f = 0.025， 管頂之彎曲損失係數為0.7，出口損失係數1.0，試計算虹吸管之流量Q 及管頂處管 內之壓力水頭？（20 分） 104年公務人員高等考試三級考試試題 五、有一河岸常發生容量為500 m3/sec 之間歇性洪水，為減免該地區之淹水災害，擬藉 內面工及截彎取直方式以增加其防洪容量（Q），此所增加之防洪容量（Q）所需 之年平均費用（C）及年平均效益（B）如下式所示： C＝120Q－(500＋4Q2) B＝180Q－(750＋6Q2) 式中：C(1000 元)，B(1000 元)，Q(10 m3/sec)，上述數學式適用於100 m3/sec~300 m3/sec 範圍內，試以最大淨效益法求其所須之最佳增加容量（m3/sec）及經濟效益（元）？ （20 分）