水利工程 105 年水資源工程學考古題

試說明水力發電渦輪機的原理，（5 分）種類及代表類型，（10 分）並說明其 適用的條件。（5 分）

有一完全貫入厚度為10 m 拘限含水層之抽水井，以固定每分鐘50 公升抽水120 分 鐘後距抽水井5 m 處觀測井之水位洩降為1.8 m，如此時關閉抽水機，再經過30 分 鐘後該觀測井仍有0.3 m 之殘餘洩降，求解下列問題： 推估此拘限含水層之滲透係數（coefficient of permeability）及蓄水係數（coefficient of storage）值分別為何？（15 分） 當抽水機關閉50 分鐘後其殘餘洩降為何？（5 分） 在求解此問題時，做了那些假設？（5 分）

試說明懸浮載量測方法（10 分）及相關量測儀器。（10 分）

某計畫區開發前、後在相同降雨條件下其直接逕流為三角形歷線如下表，依開發後洪峰 流量不大於開發前設計原則，將所有逕流導入滯洪池並採用圓形放流孔口控制排放量。 依逕流總量、洪峰到達時間及基期等，說明為何開發前後有所差異？（6 分） 此滯洪池滯洪體積至少需要多少立方公尺方能滿足設計？（8 分） 如滯洪池其溢流口與排放口中心高差3 m，求放流口設計直徑（假設孔口流量係數 值0.6）？（6 分） 時間（分） 項目 0 15 30 45 60 75 90 105 120 135 150 流量 （m3/s） 開發前 0.00 0.15 0.30 0.45 0.60 0.50 0.40 0.30 0.20 0.10 0.00 開發後 0.00 0.50 1.00 0.80 0.60 0.40 0.20 0.00 0.00 0.00 0.00

河川斷面形狀及曼寧n 值如下圖，長度單位為公尺，渠道坡度為0.0002，當水深為 1.6 m 時，試利用曼寧公式及分散河道法（Divided Channel Method）推估流量。（20 分）

某河段根據長期紀錄洪峰流量年平均及標準偏差分別為2,000 及1,500 m3/sec，且流 量符合Gumbel Type I 機率分布函數。今提出4 組新建堤防方案，其保護標準、新建 費用、溢堤損失等資料整理如下表。假設堤防經濟壽命期20 年，年操作維護費用為 新建費用之8%及年利率5%情況下，依年計成本及災損期望值總和最小為評選方案 標準，則何方案中選？（25 分） 方案 保護標準（m3/sec）新建費用（×106 元） 溢堤災損（×106 元） A 2,500 200 150 B 4,000 250 130 C 5,000 350 120 D 6,000 420 100

下表為4 小時的單位歷線，請利用此4 小時單位歷線推求1 小時之單位歷線。（20 分） 時間（h） 0 4 8 12 16 20 流量（m3/s） 0 80 150 90 27 0

渠道中常使用量水槽推估流量，請說明： 巴歇爾渡槽（Parshall flume）之構造及量水原理（可配合圖示說明）。（7 分） 與其他量水堰（如矩形、三角或梯形堰等）比較其優點與缺點為何？（8 分）

該月某水庫平均蓄水面積為20 km2，平均入流量及出流量分別為10 m3/s 及15 m3/s， 且該月庫容少了1 千6 百萬m3。若滲流損失為1.8 cm，試推算該月的蒸發量。（20 分） 17.0 7.0 7.0 y 0.9 3.0 n1=0.030 n3=0.035 n2=0.02 Distances are in meters S0=0.0002

說明何謂「丁壩」，其設置條件與功用分別為何？（15 分）