水利工程 108 年水資源工程學考古題

臺灣河川之特色為坡陡流急，山坡地之水土易流失，導致水庫庫區內容 易淤積，減少其使用壽命，試問欲防止水庫淤積之方法有那些？請列 舉五項。（25 分）

河川流量之升高，因降 度i、土壤入滲率f、入 明四種組合可能發生之

試述水力發電之方式及原理。（20 分）

排水管路中管流流動時主要能量（水頭）損失為何？（5 分）可用什麼公 式計算之？請列出該公式並說明所用之符號。（10 分）

流量歷線如下圖，尖峰 使出流量保持在1,000

有一緊急溢洪道，如圖（a）所示。在設計護坦時須考慮水躍的長度L， 而L 與y1、y2、v1 之關係，如圖（b）所示。已知溢洪道寬15.25 m，溢 頂之總流量為180 cms，若y1 = 0.8 m，試求： 水躍的長度（m）。（8 分） 總能量損失（m）及馬力損失（功率）。（12 分） ∇ L 1y 2 y (a) （a） 0 2 4 6 14 16 18 20 2

政府欲興建某一水利事業時，需建造一條臨時水管供水，使用期限為5 年，且5 年後可售得殘值為原值之20%。假設年利率為4%。該水管管徑 及相關成本如下： A 方案，30 公分管徑，包含水管及抽水機設備等初期成本為650,000 元， 年抽水成本為250,000 元； B 方案，40 公分管徑，包含水管及抽水機設備等初期成本為700,000 元， 年抽水成本為220,000 元； C 方案，50 公分管徑，包含水管及抽水機設備等初期成本為850,000 元， 年抽水成本為200,000 元。 在不考慮效益下，試以現值法比較，選用何種管徑較為經濟？（20 分）

今欲設計一渠道縱坡S 混凝土梯形渠道，以Q （25 分）

分析某水文站45 年之洪水紀錄資料得重現期距T＝100 年之洪水量為 9000cms，T＝10 年之洪水量為5500cms，假設為極端值第一類分布，則 該水文站之：  年洪水量平均值為多少cms？（10 分）  T＝20 年之洪水在5 年內發生之機率為多少？（10 分）

重現期距100 年之洪 又根據紀錄年期10 距為何？（10 分） 6,000 cm Q 務、關務人員升官等考試、 政、公路、港務人員升資考 座 試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題 理公式外，應使用本國文字作答。 降雨及入滲等因子，而有相對之變 入滲水分容量F、土壤水分消乏 之相對變化。（25 分） 峰流量為6,000 cms，延時8 hr，今 0 cms，求防洪水庫之容量？（2 0005 .0 S = ，邊坡比1：1，渠床 /s m 10 Q 3 = 為輸送量，試求該渠道 洪水，在20 年間發生之機率為何 0 年之洪水資料，計算不發生機 ms 1.5 hr Q O 8 hr t 108年交通 考試試題 座號： 題上作答者，不予計分。 之變化，試以降雨強 乏量S，予以分類說 今擬設一防洪水庫， 25 分） 床粗糙率 025 .0 n = 之 道之最佳水力斷面。 何？（15 分） 率為90%之重現期

已知一混凝土管之蔡司（Chezy）係數C＝100，若管線縱坡S0=0.0009， 管長L=500 公尺，管徑D＝1 公尺，請計算水頭損失hL。（20 分）

2 L y

10 12 1 1 v F gv = 1 1 gy v F = (b) （） b 三、某測站之年最大流量為甘保（Gumbel）分布，若已知50 年及100 年重 現期距之流量分別為1,148 m3/sec 及1,284 m3/sec，試求： 未來5 年中發生2 次或2 次以上大於等於500 m3/sec 之機率。（10 分） 現擬於該測站興建大壩，大壩施工時以圍堰保護大壩施工區，若在3 年的施工期間只容許有10%的風險，試求圍堰的設計流量？（10 分） 四、某農場面積為300 公頃，農場中三分之一面積設有一灌溉用蓄水池，以 收集雨季之雨水，彌補乾旱季節雨水之不足。已知該農場之主要作物為 玉米，試求3 月份及4 月份蓄水池水位變化為多少公分？（20 分） 註：3 月份（計31 天）之降雨量為75 mm，池面蒸發量= 130 mm， 日照百分率= 23.0%，平均溫度= 30℃，作物係數= 0.8。 4 月份（計30 天）之降雨量為80 mm，池面蒸發量= 125 mm， 日照百分率= 20.0%，平均溫度= 28℃，作物係數= 1.0。 可利用如下Blaney-Criddle 修正公式計算農作物耗水量 ，其中，u：作物耗水量（mm/day）；T：溫度（℃）； K：作物係數；P =日照百分率（%） ) 8 T 46 .0 ( KP u + = 五、現有一溢洪道其設計重現期距為25 年，亦即溢洪道的輸水容量係針對 25 年重現期距的洪水而設計的。當洪水超過設計流量時則造成災害，下 表為不同程度洪水所造成的災害，試求： 此溢洪道的期望年災害損失費用（Expected annual damage）（忽略洪 水重現期距高於2000 年之災損）。（10 分） 洪水重現期距（年） 25 50 100 200 500 1000 2000 災害（千萬元） 0 100 300 380 440 480 520 若擴大溢洪道容量，則其期望年災害隨之減少。以 T D 和 分別為T 年 和25 年設計重現期距時的期望年災害，兩者之關係如下式： 25 D ) 25 ( 007 .0 25 − − × = T T e D D 又溢洪道由現有容量（設計重現期距為25 年），擴建至其它較大容量 時的費用如下表所示。假設年利率為5%，溢洪道的壽命為100 年。 試求溢洪道的最佳設計重現期距。（10 分） 設計重現期距（年） 20 50 100 200 500 1000 2000 擴建費用（千萬元） 0 20 30 50 70 90 120