水利工程 108 年水資源工程概要考古題

請回答下列問題：（每小題10 分，共20 分） 何謂越域引水（Interbasin diversion ）及離槽水庫（Off-channel reservoir）？其於水資源管理之意義何在？試申述之。 試述拱壩之力學作用，及其所採用之型式及適用之壩址。

試舉三種水庫容量的決定方法，並試述其分析方法和優缺點。（20 分）

已知一新市鎮開發前與開發後降雨深度10 mm 之1hr 單位歷線如下圖所 示，其開發前與開發後之平均滲透率分別為5 mm/hr 及3 mm/hr，試求： 排水面積（ha）。（4 分） 開發前及開發後之2hr 單位歷線U(2,t)及尖峰逕流量之差異。（10 分） 開發前及開發後之逕流係數。（6 分）

有一梯形斷面排水路，假設其容許最大流速V = 0.60 m/s，側坡Z = 1.5 （垂直1：水平1.5），糙率n = 0.025，渠底坡度s = 1/2500。在輸送流量 為Q = 4.5 m3/s 時： 試設計該水路之底寬b(m)與水深d(m)。（8 分） 在無流速限制條件下，請以最佳水力斷面觀點，設計該水路之底寬 b(m)與水深d(m)。（8 分） 評述其設計斷面之差異性。（4 分）

設有一輪區灌溉面積50 ha，整田水深為180 mm，整田日數為20 天，本 田一次灌溉水深為36 mm，灌溉期距為6 天，輸水損失為15%，試求渠道 之設計容量為何方能滿足此灌區之用水需求？（10 分）已知該渠道為混 凝土材料，糙率n 值為0.014，側邊坡度比為1：2（垂直：水平），渠底 坡降S=1/3000，試以最佳水力斷面設計該渠道之底寬與水深。（10 分）

某水位站流量年最大值Q 之機率分布為常態分布（normal distribution）， 其平均值（期望值）為1200 m3/sec、標準偏差為540 m3/sec，試求該流 量重現期距為100 年之設計流量（Q100）為何？假設某水工構造物依Q100 而設計，且其設計年限（design life）為50 年，則該水工構造物之風險 （risk）為若干？（20 分） 標準常態分布累積機率表 Z 0 0.842 1.282 1.645 2.05 2.326 F(Z) 0.5 0.8 0.9 0.95 0.98 0.99

為保護洪水平原上若干住家之安全興建一臨時性防洪圍堤，已知該堤牆 之設計流量足以防禦20 年洪水，又四年後該處住家即遷移他處，試求： （每小題4 分，共20 分） 在未遷移期間內，堤牆安全之機率。 在四年內，堤牆會被沖毀之機率。 堤牆在前三年安全，第四年被破壞的機率。 在四年內，堤牆只會被沖毀一次之機率。 在四年內至少會被沖毀三次的機率。

請列舉灌溉系統內常見之工程設施名稱。（20 分）

有一都市給水計畫，須開發水源，有以下二方案。甲方案為興建一座大 型水庫，將淹沒600 公頃之農地，但具有

今擬利用圓形混凝土管輸送流量，試比較圓形渠道水深恰為直徑時之滿 管流量Q1 與圓形渠道水深以最佳水力斷面觀點設計流量Q2 之比值，亦 即Q2/Q1 之值為何？已知糙率n 及縱坡s 固定。（20 分）

10 20× 元之現值效益。乙案為 興建一座較小型的水庫並開發地下水，水庫之淹沒面積為300 公頃，此 方案之現值效益為 6 10 15 × 元。若農地生產作物，每年可獲得效益2,000 元∕公頃，試問應選擇那一方案？為什麼？假設年利率i=6%，經濟壽命 n=50 年。（20 分） （註：成本回收係數 1 i) (1 i) (1 i CRF n n − + + = ）