水利工程 107 年水資源工程學考古題

請試述下列名詞之意涵：（每小題5 分，共20 分） 囚砂率（trap efficiency） 基載發電 水錘（water hammer） 水庫運轉規線（rule curve）

長400 m，寬350 m 的集水區。有一400 m 長之排水溝渠穿過集水區，將集水區分成 寬度50 m 之停車場及寬度300 m 之公園兩個排水分區。停車場與公園區至排水溝渠 之水流集流時間分別為5 分鐘（min）及40 分鐘，如下圖所示。停車場及公園之逕 流係數分別為0.90 及0.40。排水溝渠之水流速度為0.80 m/sec。 已知該集水區之設計雨量(i)與集流時間(t)之關係為： i(mm/hr) = 510/ඥt(min) 試推求集水區出口之設計流量（mଷ/sec）。（20 分）

為何無法利用極端值第一型分布（EVI）推估重現期為1 年的流量？（20 分）

有一梯形渠道，底寬為10.0 m，頂寬為24.5 m，兩側邊坡角為30 度。過去紀錄顯示 在洪水流量400 mଷ/s 之水深為4.0 m。已知渠道之設計洪水量為700 mଷ/s。今欲在 梯形渠道之頂部建構垂直防洪牆，以利輸送渠道之設計洪水量。若防洪牆之出水高 度（freeboard）為0.5 m，試計算垂直防洪牆之高度。（20 分）

一水力發電計畫，預計要投入220 億元，水力發電計畫預計營運50 年，預 計在停止運轉後仍有資產20 億元。若每年的資本利息為8%，營運操作費 用為3%，但每年可售出的電力為25 億元，試問此計畫是否可行？（20 分）

某一旱作灌區，其土壤的鹽分濃度為1000 mg/L，灌溉用水所含鹽分濃度為380 mg/L。 在耕作期間其作物需水量（consumptive use）為750 mm，有效降雨為600 mm。若要 持續維持土壤的鹽分濃度在1000 mg/L，試計算其所需之灌溉用水量。（20 分） 50 m 300 m 107年公務人員高等考試三級考試試題 全一張 （背面） 類 科： 水利工程 科 目： 水資源工程學

集水區面積100 公頃請另用下列的資料及時間-面積法（time area method）推估單位為m3/s 的流量逕流歷線。（20 分） 時間及產流面積（contributing area）的關係為： 時間（min） 產流面積（ha） 0 0

有一個集水區，集水面積為100 公頃（ha），已知在一長延時降雨情況下，集水區降 雨流到出口之時間（time）與對當時出口流量有貢獻之集水面積（contributing area） 有下列關係： 時間, time （minute） 貢獻之集水面積 contributing area（ha） 0 0

3 10 9 15 25 20 51 25 91 30 100 超滲降雨分布為： 時間（min） 平均降雨強度（mm/h） 0~5 132 5~10 84 10~15 60 15~20 36 五、水庫的水位-蓄水關係為 ，水位-出流量關係為 ，其 中S 為蓄水量；h 為堰頂至水面的水深；Q 為出流量。若堰頂的高程為 202 m，試利用下列資料計算最大出流量。（20 分） 2 h 015 .0 S = 5.0 h 50 Q = 時間（h） 0 4 8 12 16 20 24 28 32 入流量（m3/s） 30 80 120 200 160 129 100 60 30

3 10 9 15 25 20 51 25 91 30 100 今有一場降雨，其有效降雨之時間與降雨強度之關係如下： 時間, time （minute） 降雨強度, rainfall intensity （mm/hr） 0-5 132 5-10 84 10-15 60 25-30 36 試計算其直接逕流歷線。（20 分） 五、有一河川之既有河道可容納5 年重現期的洪水量，但每年需花費4 百萬元做河道維 修費用。一旦河川洪水量超過設計重現期洪水量時，兩岸溢淹之損失將達600 百萬 元損失。今提出興建堤防以提高設計重現期洪水之保護計畫方案，包括興建10 年、 20 年、50 年、100 年及200 年五個替代方案，每個方案投資之年成本（包括興建及 未來所有維修費用）如下表所示： 重現期（年） 年成本（百萬元） 10 30 20 40 50 50 100 65 200 75 試分析選擇之方案及選擇之理由。（20 分）