水利工程 109 年水資源工程學考古題

請回答下列問題： 請說明雷諾數（Reynold’s number）及福祿數（Froude’s number）之定義， 其於水理設計之重要性為何？（10 分） 倒虹吸工（Inverted siphon）與陡槽（Chute）為重要灌溉工程設施，請 說明其用途及主要結構與設計應注意之事項為何？（15 分）

試述土石壩之適用條件及優缺點？（25分）

請說明農田排水與都市排水於排水系統規劃設計之理念，（10 分）並請說 明其常採用之計算方法及公式與參數單位。（15 分）

何謂分開落差式（divided-fall）水電開發？其優點為何？請繪圖展示並說 明二種分開落差式水力發電系統之布置。（25分）

請說明拱壩（Arch dam）厚度如何決定？（10 分）並從拱壩設計之經濟角 度證明，當 133 34     時拱壩所用之混凝土材料為最少。（15 分）

請說明水資源工程經濟分析之步驟與事項。（25分）

為滿足某地區之用水需求，工程師共提出5 種水資源用水規劃方案，各方 案相關之成本與效益如下表所示。若經濟分析年限為50 年，並無殘值， 設年利率為5 %，請以益本比法（B / C）、淨效益法（B - C）、效益增加 率與成本增加率（B / C  ）評析其最佳方案，（15 分）並說明需做那些 合理假設。（10 分）（已知資本回收因子 (1 ) RF (1 ) 1 n n i i C i    ） 方案 興建成本 （103 元） 年運轉成本 （103 元） 年效益 （103 元） 1 1,000 30 100 2 1,400 70 170 3 1,500 75 180 4 1,600 90 230

一道路下的涵洞能通過5.1 m3/s的流量，涵洞長度為30 m，坡度為0.004。 如果最大允許頭水位是在涵洞入口底部以上3.4 m，涵洞的出口為自由流， 假設涵洞的入口為正方形，入口損失係數為0.5。請問這涵洞應選擇多大 尺寸的波紋管（其曼寧n值可取0.022）？又涵洞內的水流流況為何？（25分）

2,200 100 280