水利工程 111 年水資源工程與規劃考古題

試說明溢流溢洪道（overflow spillway）、豎井溢洪道（shaft spillway）及 虹吸溢洪道（siphon spillway），其特性與設計要點及適用時機。（20 分）

某一新市鎮規劃為住宅區與綠地且分別集中設置，若已知某場暴雨之入 滲率與降雨強度如下表，住宅區與綠地之1hr 單位歷線如下圖，試求： （20 分） 住宅區與綠地之排水面積（km2）？ 該場暴雨所造成流域出口處之尖峰逕流量（m3/sec）？ 若此尖峰流量擬以單一管路重力排除，已知管路設計流速為8m/sec， 管路設計直徑為何（m）？ 入滲率與降雨強度一覽表 時間t（hr） 0-1 1-2 2-3 入滲率（cm/hr） 1.3 0.5 0.5 降雨強度（cm/hr） 1.3 2.5 3.5 2hr 3hr 12 m3/sec 6 m3/sec 3hr 3hr 住宅區 綠地 0 5 2 0

6 1 3

1 2 4

三、某一地區洪水災害的重現期（return period Tr），對災害損失與結構物年 投資成本關係，如下表所示，試問：（20 分） 最佳的設計重現期是多少年？ 投資成本及風險成本之比例分別為多少（%）？ Tr（年） 1 2 5 10 15 20 25 50 100 200 損失（103元） 0 20 60 140 180 220 260 340 460 560 年投資成本（103 元）0 4 16 24 26 28 32 36 50 70 四、某一預測站10 年來的最大流量紀錄如下，請以甘保分布（Gumbel distribution）及韋伯（Weibull）序位法，計算重現期（return period）50 年發生一次之洪水量m3/sec？（20 分） 年 1 2 3 4 5

9 10 流量 （m3/sec）457 254 432 584 432 584 243 457 229 275 五、水力發電為一潔淨且能及時啟動之發電方式，為提升水資源之有效利 用，今設計一揚程（進水口與尾水為之高差）為260 m 高之抽蓄發電廠， 發電、抽水之水量均為10 cms，每次連續運轉時間為6 小時，試求： （20 分） 發電時發電量 抽水時所需之電量 抽蓄發電廠之效率 調整池之容量