水利工程 106 年水文學考古題

試述下列名詞之意涵：可降水量（Precipitable water）、最大降雨DAD（Maximum rainfall depth-area-duration）分析、可能最大降水量（Probable maximum precipitation）、可能 最大暴雨（Probable maximum storm）、標準規劃暴雨（Standard project storm）。（25 分）

試說明在水文統計學應用上採用「移動平均法」的目的，並以下列表格為例，詳述 「移動平均法」計算之過程與計算結果。（25 分） 年序 1 2

有一集水區在一場延時為1 小時，有效降雨量為20 mm，所產生之流量歷線如下表。 今有一場2 小時暴雨，時雨量依序為43 mm 與26 mm，入滲量依序為 8 mm 與6 mm， 截留依序為5 mm 與0 mm，假設此集水區基流量為定值5 cms，請計算集水區面積 與此2 小時暴雨之流量歷線。（20 分） 時間（hr） 0 1 2 3

.0 ( 4 z 2S γ Tt ln T π Q + − = ） 106年公務人員高等考試三級考試試題 類 科：水利工程 科 目：水文學 四、已知一集水區的集水區面積100 km2，在某一次有效降雨延時為1 小時的直接逕流歷 線如下表所示： 時間 （小時） 0 1 2 3 4

流量（cms） 5 65 65 25 25 5 5 106 年專門職業及技術人員高等考試 建築師、技師、第二次食品技師考試暨 普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題 等 別 ：高等考試 類 科 ：水利工程技師 科 目 ：水文學 四、有一均質受壓含水層，含水層厚度為100 m，由水文地質鑽井資料研判此受壓含水層 包含二種不同材質，第一種材質厚度為40 m，第二種材質厚度為60 m，以穩定抽水 量5 m3/min 進行抽水，未抽水前所有觀測井的水壓力面為160 m，經長時間抽水後， 在50 m 處之觀測井的洩降為4 m，在120 m 處之觀測井無洩降，若已知第一種材質 的水力傳導係數為 0.15 m/day，請計算第二種材質的水力傳導係數。（20 分） 五、分析某一集水區長期雨量資料，得到現況條件下之年最大時雨量的機率密度函數分 布如圖三，假設依據氣候變遷資料推估，年最大時雨量的機率密度函數分布改變成 圖四。（每小題10 分，共20 分） ㈠計算現況 10 年重現期降水的時雨量。 ㈡有一排水設施採用現況 10 年重現期之時雨量進行設計，計算依據氣候變遷資料推 估的降水改變對此排水工程的保護標準有何影響及說明可透過那些工程手段降低 衝擊及其原因。 140 120 40 機 率 密 度 函 數 mm/hr 現況 160 120 60 機 率 密 度 函 數 mm/hr 氣候變遷 圖三 圖四

降雨量 （mm） 5.5 2.8 8.7 6.9 5.3 0 0 流 量 （cms） 15 25 45 50 35 20 12 二、請說明觀測河川水流速度的方法及其所得流速特徵量為何？（20 分） 三、有一抽水井其直徑為40 cm，其以0.02 cms 的流量穩定抽水，距離此抽水井200 m 及 800 m 處各有一口觀測井，其水位洩降分別為10 m 及2 m，此三口井均完全鑿入厚 度為40 m 的拘限含水層（Confined aquifer），請推求㈠抽水井的影響半徑？（10 分） ㈡該含水層的滲透度（permeability）K 及流通度（transmissivity）T？（10 分） 四、某一集水區已知其10 mm 瞬時單位歷線如下表，請問如今有一場三個小時降雨，分 別降下15 mm、30 mm 及25 mm，而集水區的小時計之時變逕流係數為0.6+0.1（t-1）， 且t≥3 後不變，請問集水區出流之直接逕流量為何？（20 分） 時間（hr） 1 2 3 4 5 6 流量 （cms） 16 24 40 32 22 12 五、荷頓入滲公式（Horton’s infiltration equation） f(t) = fc + (f0 - fc) e-kt 請說明各參數與變數的意義與單位；若入滲液體加溫後，僅k 值有變，請繪出加溫前 後二者之入滲曲線，並將變數標註其上。（20 分）

9 10 雨量（mm） 250 280 200 180 195 240 235 285 270 210 三、適用杜普特假定（Dupuit assumption）之非拘限含水層抽水井達定量抽水時之洩降影 響半徑內有一可充分涵養地下水之河流經過時，將可如何利用映像法（images）來描 繪在河川水流影響下，該抽水井與河川之距離延長線上垂直剖面的平衡洩降曲線。 （25 分） 四、以小河川為適用對象，試繪圖說明其水位－流量率定曲線是利用何種校正方式，以 及如何透過主要與輔助水文站之歷年流量及水位紀錄來校正該河川之水位－流量關 係曲線，進而依據曼寧公式求出流量與水位落差之基本公式的待定係數。（25 分）