水資源工程概要考古題｜歷屆國考試題彙整

請說明降雨形成的方式及機制。（20 分）

配水池在配水系統中的作用為何？應如何配置以提升其功能？（25分）

沿海地區為何會發生地層下陷海水入侵？（10 分）若海水的比重為 1.025，淡水的比重為1.0，當地下水位下降1 公尺時，地下水的淡水與 海水間之介面會如何變化？（10 分）

一川流式水力電廠的設計日尖峰負載曲線的最大尖峰用電量56,000 kW 發生在上午9時，最小離峰用電量為20,000 kW發生在上午3時，期間的用 電量呈線性變化。若廠址的平均日流量為300 cms，電廠效率為80%，則 有效水頭需為多少？（25分）

在逕流分擔中，請舉4種低地與逕流積水共存措施的例子，並說明其執行 方式。（25分）

有10 個水資源計畫被提出，每個計畫每年營運及收益如下：（單位仟元） 計畫 每年營運經費 每年收益 1 65,000 78,000 2 52,000 59,000 3 27,000 39,000

59,000 91,000

一抽水機需將水提升靜水頭25 m，抽水後的導水管長1,200 m，以固定速 率抽水之流量為0.05 cms，最小吸引報酬爲8%，設施壽命爲20年，考慮選 用下列四種管徑水管，請計算其年成本，並比較選出最經濟的管徑。其他 設計條件為：電費為$2.5/kWh；抽水機每天運轉18小時，抽水機效率爲 80%；水管摩擦因子f = 0.03，每公尺管長成本直徑150 mm爲$1,100元、 200 mm爲$1,600元、250 mm為$2,350元、300 mm爲$3,200元。（25分） 提示：CRF（20年, 8%）= 0.10185

105,000 118,000

68,000 90,000

40,000 61,000

71,000 70,000 9 39,000 52,000 10 70,000 81,000 受限於預算每年營運費用為200,000 仟元，試問那些計畫應優先執行？ （20 分） 四、為何要推算河川的輸砂量？（10 分）說明如何利用設備及方法進行懸浮 載的量測。（10 分） 五、何謂200 年洪水？（10 分）請分析未來10 年至少發生1 次200 年洪水 的機率為何？（10 分）

試回答下列問題：（每小題10 分，共20 分） 何謂渠首工（Head Works），其主要構造物有那些？ 何謂水錘作用（Water Hammer）？如何避免？

在河川規劃報告與治理計畫中分別說明下列專有名詞代表之意義： （每小題4 分，共20 分） 水道治理計畫線（黃線） 用地範圍線（紅線） 防洪保護標準 計畫洪水位 計畫堤頂高

某水庫容積1,000 萬m3，其集水面積為200 km2，河渠平均年入流量 1,000 mm，進入水庫之年沈滓為1,200 ton/km2，沈滓平均比重1,600 kg/m3， 假設水庫囚砂率與容積入流量比關係為 1.0 0.1ln y X   （水庫容積與水 庫年入流量之比值為X），試求： 經過完工運轉多少年後該水庫容積為原來設計容積之一半？（10 分） 河川入流量含泥沙的濃度（ppm）。（5 分） 若進入水庫泥沙有30%量可經由分洪防淤隧道排出，水庫容積為原來 設計容積之一半時所花費之時間。（5 分）

河段內某水工結構物設計容許流量為500 cms，當超過此流量時結構物 即會沖毀，如該結構物壽命為20 年，據該河段過去75 年流量紀錄顯示 發生大於500 cms 流量之次數有3 次，求：（每小題5 分，共15 分） 該水工結構物設計容許流量選取之迴歸週期。 該結構物在使用壽命期限內被沖毀之機率。 該結構物在完成後10 年內不被沖毀之機率。

已知某一測站之年最大流量為甘保（Gumbel）分布，若已知測站平均流 量及標準偏差分別為1,500 m3/sec 及1,000 m3/sec，試求： 重現期（return period）為100 年之流量m3/sec。（6 分） 1,500 m3/sec 流量在未來10 年內至少發生2 次之機率。（8 分） 在下一50 年中，流量大於或等於3,000 m3/sec 不會發生之機率。（6 分）

說明下列有關水庫之問題：（每小題10 分，共20 分） 繪圖示意及說明水庫之呆容量、有效蓄容量、超蓄容量等區間，以及 其對應之水庫蓄水位名稱。 繪圖示意及說明何謂水庫之特性曲線（H-A-V 曲線）。

在壓力管道輸水系統中：（每小題10 分，共20 分） 說明水路損失之主要損失（Major loss）及次要損失（Minor loss）分別 為何？ 造成管路「水錘現象（Water hammer）」之原因及如何減緩水錘現象之 影響？

請回答下列各題：（每小題10 分，共20 分） 請說明堤內排水（interior drainage）之意義，並繪圖說明堤內排水之 方式。 請說明出流管制（runoff control）與逕流分擔（runoff distribution）之 意涵及其相關設施。

某抽蓄式發電廠，於離峰用電時連續以8 cms 水量抽水5 小時至上池， 尖峰用電時以10 cms 放水發電4 小時於下池，其上、下池間高差固定為 100 m，假設抽、放水水力損失均為5 m，水輪機與發電機綜合效率為 85%、抽水機總效率為65%。 電廠運作中上、下池可蓄水量至少需多少？及完成一次抽蓄發電運 轉，其輸入、輸出電量及抽蓄電廠效率分別為何？（15 分） 如抽蓄電廠興建成本30 億元、年利率5%、年運轉維護費用為建造費 用5%，及售電每度平均6 元，並忽略輸入電力成本及其他成本與效 益情況下。當每年運轉天數300 天及經濟分析年限採30 年，以年計成 本與年計效益評估本案益本比為何？（10 分） 【提示：還本因子 (1 ) (1 ) 1 n n i i CRF i   +   =       + −   ，n 為年及i 為年利率】

某一引水工程設置之方案有二，A 方案為設置一引水隧道，B 方案為設置 一有內面工之渠道及座槽繞山而過。A 方案建造隧道需款1.2 億元，估計 年維護費為100 萬元，可使用100 年；B 方案建造渠道（不含內面工）需 款3,500 萬元，可使用100 年，內面工需款1,200 萬元，可使用20 年， 座槽建造需款1,800 萬元，可使用50 年，估計年維護費400 萬元。上述 兩方案之年息皆為8%，試問在不計完工後收益下，何者經濟？（20 分）

試定義永續發展與說明永續發展必須考量的各大面向。（10 分）何謂永 續發展目標（Sustainable Development Goals, SDGs）？（5 分）試論述水 資源永續利用的策略？（10 分）

何謂地下水安全出水量（Groundwater safe yield）？推估地下水安全出水 量該注意那些現象？（25 分）

排水系統設計與供水系統設計所需要降雨資料有何不同？（15 分）試說 明設計雨型及其用途。（10 分）

洪澇災害威脅人民生命財產安全，政府應制定那些具體防洪減災措施及 防洪減災整備以減輕洪澇災害？（25 分）

農業灌溉需水量如何決定？（5 分）農業灌溉用水占臺灣水資源使用大 宗，試問如何推動合理農業灌溉用水。（10 分）

何謂感潮河川（Tidal river）？感潮河川與河流地形的關係為何？感潮河 川的一般特徵為何？（25 分）

試問有那些方式可增加地下水人工補注量（artificial recharge），並說明其 適用情況？（25 分）

益本比常用於判斷一個工程規劃案是否經濟可行，益本比為多少時，該 工程規劃案可視為經濟可行？（10 分）若已知每個規劃案之成本與效益， 試問如何從多個規劃方案中決定出經濟效益最高之設計方案？（10 分）

下圖為德基水庫與石門水庫運轉規線，試論兩水庫目的差異之處。（5 分） 試問如何決定水庫之運轉規線？（10 分） 德基水庫運轉規線 石門水庫運轉規線 水庫水位 （公尺） 有 效 蓄 水 量 （ 萬 噸 ） 1410 1400 1390 1380 1370 1360 1350 1 2 3 4 5

9 10 11 12 月 1405.9 1404.1 1366.0 1400.2 1408.0 1405.9 上限 下限 嚴重下限 月

若河溪中的水資源工程設施有阻斷魚類溯游之虞，可施做魚道（或稱魚 梯）降低生態衝擊，請列舉及說明五項魚道設計所需考量之原則及條件。 （20分）

請說明：（每小題15分，共30分） 何謂溢流溢洪道？其適用情況為何？ 請列出兩種決定替代方案最適開發尺度的經濟評價準則，並說明其適 用情況？

河川下游某處之堤頂高程為15.3 m，主管機關於颱洪期間，若預估未來2 小時河川水位將到達堤頂時，則須發布一級警戒。現於上午6時觀測該處 洪水水位為6.9 m，且假設水位上漲率為1.2 m/hr，請問該日何時須發布 一級警戒？（20分）

道路為何需要設置橫向排水構造物？通常有那幾種型式？適用的情況為 何？（20分）

世界觀測紀錄之最大降水深度P（mm）與降水延時D（hr）資料之包絡 線方程式可表示為 500 P D   ，請以此方程式推估降雨延時為3日所對 應之降雨強度。（20分）

在含沙量高之河川興建水庫對下游河道之沖淤有何影響？如何改善水壩 下游河道之沖刷？（25分）

有一小型水力發電裝置直接利用水路獲取落差H = 2.3 m 來發電，假設 不計發電過程之各項損失，且發電裝置之效率為100%，請計算在發電流 量Q = 0.4 m3/s 的情況下，此發電裝置是否足夠供給某公司平均每日200 度（kWh）的用電量需求？假設一日內各時刻的用電量為固定。（20分）

某城鎮的每日平均小時（時均）用水量發生在上午9時，尖峰小時用水發 生於上午12時，用水量為時均用水量的1.8倍，早上7時及晚間7時為次要 尖峰用水時段，用水量為時均用水量的1.3倍及1.4倍，夜間最小用水量發 生在上午3時，為時均用水量的0.25倍，日間最小用水量發生在下午4時， 在前述各時間點之間的小時用水量可視為線性變化。如果淨水場定量處 理自來水，一日可提供12萬CMD水量，請問需要設置多大容量的清水調 節池以穩定供水？（25分）

為開發水資源以降低缺水風險，規劃四項水資源工程計畫方案，經後續 工程經濟分析後將各方案之成本及效益列於下表，若總預算上限為124.8 百萬元，請以合理的經濟觀點評析各方案優劣，並說明應選擇那一方案。 （20分） 方案 成本（百萬元） 效益（百萬元） A 82.9 108.3 B 150.2 184.2 C 96.1 86.5 D 118.6 146.5

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 − + + = ）

何謂安全出水量（safe yield）？（5 分） 請說明里波圖（Ripple diagram），又稱累積曲線（Mass Curve），其目 的與用途為何？（10 分） 使用里波圖有那些假設與優缺點？（10 分）

某一水庫有一穩定入流量 3.0 mଷ/s ，水庫之標高－表面積－出流量如下表： 標高, m 20.0 19.5 19.0 18.5 表面積, ha 210 180 165 155 出流量, m3/s 4.40 4.30 4.20 4.10 假設該水庫有一穩定入流量2.8 mଷ/s，且蒸發及滲流可予不計，試推算該水庫水位由 標高20 m 降至18.5 m 所需之天數。（25 分）

何謂最佳水力斷面（best hydraulic section）？（5 分） 請問滿足三角形渠道之最佳水力斷面的條件為何？（10 分） 試繪圖並推導出滿足三角形渠道之最佳水力斷面的條件？（10 分）

某一都市之供水系統是依賴抽水機抽水及蓄水池調節。該都市最大日用水量之每小 時需求量（單位為公升每秒，時間為時鐘時間）如下表所示： 時間 需求量（l/s） 時間 需求量（l/s） 時間 需求量（l/s） 時間 需求量（l/s） 01：00 830 07：00 670 13：00 1020 19：00 1040 02：00 740 08：00 790 14：00 1040 20：00 1070 03：00 650 09：00 900 15：00 1050 21：00 1090 04：00 640 10：00 990 16：00 1030 22：00 1105 05：00 630 11：00 1000 17：00 1035 23：00 1070 06：00 650 12：00 1010 18：00 1040 24：00 1000 若抽水機以每日24 小時不停地以固定抽水率抽水，試計算蓄水池之容量。（25 分） 107年公務人員普通考試試題 全一張 （背面） 類 科： 水利工程 科 目： 水資源工程概要

應用對數常態分布（lognormal distribution）理論對某河川進行頻率分 析，結果顯示重現期距2 年的尖峰流量為800 cms；重現期距50 年的尖 峰流量為2500 cms。 請問該河川重現期距100 年的尖峰流量為何？（10 分） 請問該河川在未來25 年內不會發生超過2000 cms 的機率為何？（15 分） 頻率因子K 偏態係數g 超越機率（%） 99 90 80 50 20 10

在河川平直河段相距1000 m 之二個斷面A 及B，在一次洪水事件中量測水文資料如 下表： 斷面 通水面積(m2) 潤 周(m) 曼寧糙度, n 河川水位(m) A 180 50 0.030 78.3 B 183 51 0.025 78.0 試計算該事件之洪水流量。（25 分）

2 1 0.5 g = 0.2 -2.178 -1.258 -0.850 -0.033 0.830 1.301 1.818 2.159 2.472 2.763 g = 0.0 -2.326 -1.282 -0.842 0.000 0.842 1.282 1.751 2.054 2.326 2.576 g = -0.2 -2.472 -1.301 -0.830 0.033 0.850 1.258 1.680 1.945 2.178 2.388 四、何謂氧垂曲線（oxygen-sag curve）？（5 分）  t K t K t K D K K L K 2 2 1 10 ) 10 10 ( D 0 1 2 1 t − − − + − − = 為史垂特- 菲爾普斯方程式 （Streeter-Phelps equation），請說明該方程式中各符號之意義。（10 分）  請問史垂特-菲爾普斯方程式是基於那些假設下推導而來？（10 分）

某一流域之水資源開發計畫，有十個獨立個別計畫可供開發，各計畫之平均年成本 （cost）及平均年受益（benefit）示如下表： 開發計畫 平均年成本（千元） 平均年受益（千元） A 65,000 78,000 B 52,000 59,000 C 27,000 39,000 D 59,000 91,000 E 105,000 118,000 F 68,000 90,000 G 40,000 61,000 H 71,000 70,000 I 39,000 52,000 J 70,000 81,000 試計算在預算經費200,000 千元限制下，選擇那些計畫組合以達到最佳純益（net benefit）？（25 分）

為何穴蝕（Cavitation）會造成管壁的破壞？（10 分） 如何防止穴蝕的發生？（10 分）

國內對水太多、水太少、水太髒的傳統措施一般為何？有何創新的做法？（25 分）

水庫預定地點連續15 個月乾旱時期的流量如下表，而同時期需要的取水量亦如下 表。若要滿足供水需求，則預定新蓋水庫的最小庫容為多大？流量及需求的單位為 百萬立方公尺（M-m3）。（20 分） 月 6 7 8 9 10 11 12 1 2

臺北市河川防洪設計洪水頻率為200 年，而都市排水設計暴雨頻率為5 年，合理嗎？ 請評述。（25 分）

試推導平衡公式拘限含水層之水井流量為 ) r R ln( h H Kb π 2 Q − = 。（10 分） （h = piezometric head 測壓管水頭，K = hydraulic conductivity 滲透係數，b = 含水層 厚度；其餘定義詳見附圖） 試推導平衡公式非拘限含水層之水井流量為 ) r R ln( ) h K(H π Q 2 2 − = 。（15 分）

試從治本及治標論述減少水庫淤砂策略。（25 分） dr dh dr dh Q r h b R 地表面 不透水層 H(影響半徑R) 原管壓面 斜率= 洩降曲線 不透水層 拘限含水層 h R r 地表面 不透水層 非拘限含水層 原地下水面 H(影響半徑R) 洩降曲線 斜率= Q

流量 500 700 800 400 300 300 200 100 300 600 800 900 300 400 900 需求 300 300 400 500 700 800 500 400 300 300 200 500 700 600 200 三、如圖一之三角形明渠，若m = 0.5，最大流量發生時，y 與B 的關係為何？（20 分） 圖一 四、某河川100 年的洪水量為435 m3/s，50 年的洪水量為395 m3/s，試利用極端值第一型 分布（EVI）推估回歸期（return period）為1000 年的洪水量。（20 分） 五、自來水管網系統各管路的管徑及長度如圖二，水管由1 分為3 再合為1。若各管路的 摩擦因子皆相同，A 點的流量為0.7 m3/s。試推求中間3 段水管的流量。（20 分） 圖二 B y 1 -m -m : 1 B A L = 600 m D = 600 mm L = 900 m D = 350 mm L = 600 m D = 300 mm L = 900 m D = 400 mm L = 900 m D = 750 mm

管流經常利用文氏管（Venturi meter）量測流量，請說明其原理。（10 分） 為何文氏管喉部前的水管收縮角度往往會大於喉部後的擴張角度？（10 分）

有一空地如下圖，該區開發前逕流係數及漫地流速度分別為0.65 及0.3 m/sec；開發 整地後逕流係數及漫地流速度變為0.9 及0.5 m/sec。在不考慮區外逕流下，開發後新 設水路其假設流速為2 m/sec，並於出口設置滯洪池以降低基地開發所增加逕流，其 出流控制以不超過開發前洪峰流量為設計原則，設計滯洪深度2.0 m，並以一圓形排 放口控制出流。 求該排水路迴歸周期為5 年之設計流量及放流口管徑。（15 分） 如該排水路為混凝土矩形溝底寬50 cm，渠底坡度為0.01，其設計流速及水深分別 為何？（10 分） 如計算出來之設計流速與假設流速有過大之差異時該如何處理？（5 分） （該區5 年降雨強度-延時公式 54 .0) 33 ( 850 + = t i ，降雨強度i 之單位為mm/hr 及時間t 之單位為分鐘；混凝土之曼寧係數值為0.013；及假設孔口流量係數值0.6。）

矩形渠道寬1.3 m，流量1.10 m3/s，水深0.85 m。若有一30 cm 寬的橋墩位於渠道中 央： 請問橋墩面對上下游兩側的水深為何？（10 分） 不會引起上游水面壅塞上升的最小橋墩寬度為何？（10 分）

護岸工程依施設位置可區分為「高水護岸（堤防護岸）」與「低水護岸」，其功能分 別為何？其與堤防工程有何差異？一般護岸包括護坡工（坡面工）、基礎工（基腳工） 及護腳工（護坦工），試繪出前述設施之渠道大斷面構造示意圖。（20 分） C=0.9 60 m 新設排水路 （開發後） 新設滯洪池 入流 溢流口 排放口 （滯洪池立面圖） （開發前） 100 m 120 m C=0.65 2.0 m 漫 地 流 方 向 漫 地 流 方 向 105年公務人員普通考試試題 全一張 （背面） 類 科： 水利工程 科 目： 水資源工程概要

一個集水區的荷頓（Horton）入滲參數如下：f0 = 100 mm/h，fc = 20 mm/h，k = 2 min-1。 一場暴雨的降雨組體圖如下： 間隔（min） 平均雨量（mm/h） 0-10 10 10-20 20 20-30 80 30-40 100 40-50 80 50-60 10 請推估積水何時開始發生？（20 分）

某一地區由調整池水力發電廠供電，此水力電廠總落差為120 m，水力損失水頭為 10 m。如水輪機與發電機綜合總效率為85%，且其系統負載如下表所示，求： 時間（時） 0:00~6:00 6:00~12:00 12:00~15:00 15:00~21:00 21:00~24:00 負載（kW） 8,000 10,000 12,000 10,000 8,000 平均負載及負載因數。（10 分） 調整池之平均進水量與各時段之放水量分別為多少m3/sec？（10 分） 調整池所需容量最少需為多少m3？（5 分）

水力發電設備的基本要素為何？（20 分）

說明拱壩如何傳遞上游水壓與土壓力，其壩址適用之地質條件與其型式有那幾 種？（15 分） 列舉臺灣地區三座大型拱壩之名稱，及說明其分別位於那條河川（或流域）。（10 分）

何謂河川基流量（baseflow）？（10 分） 如何推估河川基流量？（10 分）

對稱梯形渠道，其渠底寬度3 m，側邊的坡度為2：1（H：V），當流量為10 m3/s 時， 臨界水深為何？（20 分）

請回答下列問題：（每小題10 分，共20 分） 請說明最大可能降水量（Probable Maximum Precipitation, PMP）及降雨強度-延 時-頻率曲線（Rainfall Intensity-Duration-Frequency Curve, IDF）之定義，其於水 資源工程設計之應用？ 溢流溢洪道（Overflow Spillway）及豎井溢洪道（Shaft Spillway）之使用時機及 特性。

請詳加說明下列的定義：（每小題5 分，共20 分） 比能（specific energy） 水力坡降（hydraulic gradient） 河川級序（stream order） 滲漏（percolation）

已知某一水庫之囚砂效率為y，水庫容積C（m3）與水庫年入流量I（m3）之比值為 X，且兩者之關係式為 X y ln 1.0 0.1 + = ，假設水庫之年入流量為水庫設計容積之20 倍， 且年泥沙進入量為水庫設計容積之1%，在不實施清淤之情境下，試求：經過30 年完工運轉，該水庫容量為何？（10 分）經過完工運轉多少年後該水庫容積為原 來設計容積之一半？（10 分）

水庫蓄水面積為400 km2，平均水深為24.8 m。水庫入流量為3000 m3/s，泥砂濃度為 150 mg/L。若平均泥砂淤積量為1.9 cm/year，泥砂的密度為1600 kg/m3，水庫的囚砂 率為何？（20 分）

已知某一農場灌溉面積100 ha，田間容水量為25%（容積比），灌溉前之土壤水分 為13%（容積比），作物有效根系深度為1.5 m，今該農場降下一場雨，其有效雨 量適可供給上層20 cm 土層有效深度之水量，不足之有效水分將以灌溉方式補足， 試問：（每小題10 分，共20 分） 若田間之灌溉效率為60%，且此灌溉事件需於5 天完成，每天為24 小時，則其 引灌水量為多少（m3/sec）？ 今以最佳水力斷面觀點設計一灌溉水路，以滿足農場之灌溉需求，已知糙率 n = 0.014，側坡z = 1.0（垂直：水平），坡降s = 1/2000，試求通水斷面之底寬b 及水深d 為何？

一般河川的水位-流量律定曲線為 c b G a Q ) ( − = ，其中Q 為流量，G 為水位，a, b 及c 則為常數，試描述如何推估a, b, c 此三常數。（20 分）

有一易淹水區，已知不同重現期距T（return period）下之設計水位如下表所示，有 一農民擬於該區設置一農舍，試求農舍於6 年之使用期間容許風險（risk）分別為 10%、20%及30%時，其所需之設計洪水位高程（m）為何？（20 分） 重現期距（return period）T（年） 100 50 25 10 設計水位（m） 122.0 120.2 119.2 118.5

某集水區的主要河川的長度（集水區邊界至出口）為150 km，主要河川最靠近集水 區中心點處至出口的河道長度為75 km，集水區的面積為3500 km2，有效降雨延時及 積延時間分別為12 小時及34 小時，洪峰流量為157.5 m3/s，試利用史奈德川（Snyder） 合成單位歷線推估Ct 及Cp。（20 分）

已知某地區30 年平均流量及標準差分別為 800 = X m3/sec, 120 = σ m3/sec，試求： X = 1120 m3/sec 時之重現期距？（6 分） 在25 年內，發生不超過X = 1120 m3/sec 之機率？（6 分） 在2 年內， 19 ≤ P % 求設計流量Q（m3/sec）？（8 分）

水庫依其所在位置可區分為在槽水庫、離槽水庫、山地水庫及平地水庫。請回答下 列問題：  分別說明前述四大類水庫之意義、特性及淤沙問題。（15 分）  按前述四大類水庫分類，以臺灣為範圍，分別列舉一個水庫名稱及其所屬水系。 （10 分）

何謂水庫之運轉規線（rule curve）及如何得到運轉規線圖？其對於水庫在操作策略 上之影響為何？（20 分）

有一河道堤防，其設計高度可防禦25 年一遇之洪水，請回答下列問題：  完工後第1 年內發生洪水溢堤之機率為何？（5 分）  完工後4 年內完全不會發生洪水溢堤之機率為何？（5 分）  完工後4 年內會發生洪水溢堤之機率為何？（5 分）  完工後連續4 年沒有發生洪水溢堤，但在第5 年卻發生洪水溢堤之機率為何？ （10 分）

消能工一般設置在溢洪道尾部或相鄰之下游：  消能工利用何種方式將水流之動能消減？（15 分）  常見之消能工類型有那些？（10 分）

設計一排水渠道用以排放設計流量為Q 的水流，當渠道坡度、曼寧糙度係數及通水面 積固定時，渠道具有最小之濕周長度，稱此設計渠道具有最佳水力斷面（hydraulically efficient section）。今欲設計一座梯形混凝土渠道，渠道底床寬度為B、渠道邊坡水平 與垂直比值（簡稱邊坡比值）m，渠道水深為h，渠道坡度為S0、曼寧糙度係數為n。 在最佳水力斷面設計條件下，請回答下列問題：  渠道通水面積A 和渠道水深h 及邊坡比值m 之關係。（10 分）  渠道底床寬度B 和渠道水深h 及邊坡比值m 之關係。（8 分）  水力半徑R 和渠道水深h 之關係。（7 分）

某水力開發案，其5 組開發方案之相關資料如下表，其年利率採固定式6%計算：  如以最大益本比法決定，何方案為最佳選擇？（10 分）  如以最大淨效益法決定，何方案為最佳選擇？（10 分） 方案 初期建造成本 （106） 使用壽齡 （年） 年維護費用 （106） 年效益 （106） A 1200 30 12 110 B 1600 30 19 160 C 1800 30 20 180 D 2200 30 24 210 E 3200 30 35 300

河川治理及防洪計畫的實施，事先要有妥善之規劃。試說明河川治理及防洪規劃的 基本原則。（25 分）

在一無限延展且深入厚度20 m 之拘限含水層，於距連續壁20 m 之東側處抽水以 降低水頭，計畫在10 小時內將抽水井半徑30 m 內含水層之水頭洩降達2.0 m 以上 （如下示意圖所示）；此含水層之滲透係數值（coefficient of permeability）為0.2 m/hr 及蓄水係數（coefficient of storage）為0.0001，求其計畫抽水量為何？（20 分）

說明下水道系統中人孔（manhole）之作用，及通常於何地點設置？（15 分） 此連續壁 右側半徑 30 m 範圍 內洩降至 少2 m 20 m 抽水井 （無限延展之連續壁） 東側 西側

某場270 分鐘之暴雨，其資料如下表所示，試繪製降雨組體圖（hyetograph），時 間之間距採用30 分鐘： 縱座標以降雨量表示之。（10 分） 橫座標以降雨強度表示之。（10 分） 時間（分） 0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 累積雨量（釐米） 0 6 18 21 36 43 49 52 53 54

請簡要回答下列各題： 請列出水之利用與控制課題。（10 分） 水利事業的中央與地方主管機關分別為何？（5 分） 何謂溢洪道（spillway）？（5 分）

為提高抽水流量或水頭，必須使用多個離心式抽水機時，應如何配置？（15 分）

下表所列為一淨水場工程師所估計在最大需水日內每2 小時的需水量，若以固定的 流量引水，試問該水場興建之蓄水池容量應為何？（25 分） 小時末 需水量（M3） 小時末 需水量（M3） 0200 0400 0600 0800 1000 1200 1570 1290 1280 1460 1890 2010 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2060 2080 2075 2110 2195 2070

已知矩形寬淺明渠之設計排放流量為Q = 132.00 cms，且斷面1 之設計水深為 Y1 = 3.20 m；斷面1 與斷面2 之渠底為水平而渠寬為22.00 m；假設忘卻清除之施工 廢棄物堆積於斷面2，致其底床高程增高達1.25 m，忽略其能量損失，若斷面2 發生 阻塞（Chock）現象，請應用單位寬度流量演算，求出平衡後各斷面水深。（30 分）