水利工程 110 年水資源工程與規劃考古題

為水資源開發所需，水利工程師規劃於某區域之甲地輸送Q = 0.3 m3/s 之 水量至乙地，甲地高程為278.2 m，乙地高程為274.5 m，甲、乙二地之 直線距離為740 m，若規劃興建一座平直、矩形斷面之混凝土渠道，假 設渠道邊壁之粗糙係數n = 0.013，出水高設定為0.3 m，並限制水流流速 不得大於3 m/s，請以最佳水力斷面之設計原則，設計渠道之寬度與高 度。（30 分）

某水資源開發計畫因開發規模不同，擬定六項方案，經估計成本及效益 後，各方案之成本及效益如下表所列，若目前預算為368 百萬元，請分 別考量充分利用資金之觀點，以及投資報酬率最大之觀點，選擇最合適 之水資源開發計畫。（20 分） 方案 成本（百萬元） 效益（百萬元） 一 214 205 二 255 256 三 287 302 四 301 365 五 335 377 六 396 428

有一圓型閘門垂直安裝於水庫之壩體，閘門之頂部及底部高程分別為 216.1 m 及214.9 m，某時刻水庫之蓄水位為236.5 m，請計算此時水壓 作用在閘門之水平力。（20 分）

某社區頂樓之游泳池為立方體，尺寸為長度30 m、寬度18 m、深度2.6 m， 今欲自地面之蓄水池抽水注入游泳池，預計以2 小時的時間將水注滿至 水深1.8 m。假設將水自蓄水池抬升至游泳池之抬升高度固定為60 m， 管路長度為80 m，管徑為20 cm，Darcy–Weisbach 公式之摩擦損失因子 為0.04，其他水頭損失可以摩擦損失之10%估計。若每度電（kWh）的 電費為3 元，抽水機的運作效率為80%，請問此抽水作業所花用之電費 為多少金額（元）？（30 分）