水利工程 112 年水文學考古題(共 7 題) 資料來源:考選部歷屆試題|法律人 LawPlayer 整理 https://lawplayer.com/exam/hydraulic-engineering/112-hydrology 第 1 題 蒸發散量應如何測定?(15 分)並說明其在水文學上之重要性。(10 分) 第 2 題 集水區面積為20 公頃,逕流係數0.8,50 年重現期距之降雨強度為100 公厘/小時,試問設計流量為多少立方公尺/秒?(25 分) 第 3 題 何謂水文設計(hydrologic design)?(10 分)並請說明一般水文設計的 步驟及方法。(15 分) 第 4 題 為保護洪水平原上住家的安全,興建臨時性之防洪圍堤,設計高度足以防 禦25 年一次之洪水;試求: ㈠防洪堤牆任1 年會被洪水沖毀之機率?(10 分) ㈡在3 年內至少會被沖毀一次之機率?(15 分) 第 5 題 某一即將開發之集水區在歷經20 分鐘之5 mm 的有效降雨,觀測到以下 的流量歷線,請問該集水區面積為何?並估計如果未來在10 分鐘降15 mm 的有效降雨觀測到的流量歷線為何(假設降雨損失及基流量維持一定)? (20 分) 時間(分) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 流量(m3/s) 2.00 2.50 3.75 5.50 8.00 8.75 7.25 5.75 4.25 3.00 2.25 2.00 第 6 題 1 ln ln 1 0.5772 T K T ,其中,T為重現期, T K 稱為頻率因子) ㈠試計算該河川重現期為40 年之流量值。 ㈡試計算該河川次年將發生超過12,500 m3/sec 流量之機率。 第 8 題 降雨量(mm) 1.6 3.8 5.6 9.8 17.9 8.3 7.1 2.6 假設此次降雨事件符合頻率分析中之指數分布(exponential distribution), 如下式所示: ( ) , 1, 2, 3,......, 8 ix i f x e i 式中,f(xi)為指數機率密度函數;λ為參數。 試以最大可能方法(method of maximum likelihood)求參數值λ。(20 分) 二、若溪流於某測站所記錄的年尖峰流量為下表所示: 年 尖峰流量 (m3/s) 45.1 27.3 18.9 49.3 35.5 21.6 26.8 62.5 38.4 若尖峰流量適合極端值第一類分布(distribution of extreme value Type I), 試求: ㈠尖峰流量為52.5 m3/s 之重現期(年)?(10 分) ㈡100 年重現期之流量(m3/s)?(5 分) ㈢流量大於52.5 m3/s 在25 年至少發生一次的機率?(5 分) 三、若某一集水區面積為80 km2,蓄水常數(K)為1 小時,降雨分布如下 圖所示: 試求其出流分布,假設所有的降雨只有40%變成逕流?(20 分) (註:若線性水庫為假想水庫以類比集水區,水庫之單位面積出流量可用 下式表示之 1 / 1 ( ) ( 1)! N t K N t q e N K K 若將面積80 km2 的集水區出流量可視為N=4 個串聯線性水庫的水流來 表示之) 四、集水區的一場暴雨於降雨初期的土壤初始入滲率f0為55 mm/hr,經過10 小 時後之土壤平衡入滲率為2.0 mm/hr,在這10 小時內之入滲總量為295 mm, 假設荷頓(Horton)公式可適用之。 ㈠試求荷頓公式中之衰減係數(k)。(10 分) ㈡若集水區第一小時之降雨強度為50 mm/hr,試求第二小時開始之入滲 率?(5 分) ㈢若集水區第一小時之降雨強度為45 mm/hr,試求第二小時開始之入滲 率?(5 分) 註:荷頓入滲公式為: ( ) kt c o c f f f f e 式中,f 為入滲率;fo 為初始入滲率;fc 為平衡入滲率;k 為衰減係數;t 為時間。 五、回答以下問題: ㈠請推導非拘限含水層(Unconfined aquifer )之水井平衡公式 2 2 2 1 2 1 ln h h Q K r r ,請詳列其推導過程。(10 分) ㈡已知某完全鑿入之非拘限含水層的井直徑為40 cm,含水層的厚度 為50 m。於平衡狀態下,其抽水量為9.2×10-2 m3/s,抽水井之洩降 為5 m;當抽水量為35.6×10-2 m3/s 時,抽水井的洩降為18 m。試計 算當抽水井洩降為12 m 時,平衡狀態下之抽水量?(10 分) 題目為考試當年公告版本,實務標準請以現行規範為準。