108年公務人員高等考試三級考試試題 類科:水利工程

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108年公務人員高等考試三級考試試題

科:水利工程 目:水資源工程學

考試時間: 2 小時 座號:

※注意: 可以使用電子計算器。

不必抄題,作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上,於本試題上作答者,不予計分。

本科目除專門名詞或數理公式外,應使用本國文字作答。

代號:25620 頁次:2-1

一、試述水力發電之方式及原理。(20 分)

二、有一緊急溢洪道,如圖(a)所示。在設計護坦時須考慮水躍的長度 L,

而 L 與 y1、y2、v1之關係,如圖(b)所示。已知溢洪道寬 15.25 m,溢 頂之總流量為 180 cms,若 y1= 0.8 m,試求:

水躍的長度(m)。(8 分)

總能量損失(m)及馬力損失(功率)。(12 分)

L y1

y2

(a)(a)

0 2 4 6 14 16 18 20

2 3 4 5 6 7

2

L y

8 10 12

1 1

F v

= gv

1 1

gy F = v

( )(b)b

三、某測站之年最大流量為甘保(Gumbel)分布,若已知 50 年及 100 年重 現期距之流量分別為 1,148 m3/sec 及 1,284 m3/sec,試求:

未來 5 年中發生 2 次或 2 次以上大於等於 500 m3/sec 之機率。(10 分)

現擬於該測站興建大壩,大壩施工時以圍堰保護大壩施工區,若在 3 年的施工期間只容許有 10%的風險,試求圍堰的設計流量?(10 分)

(2)

代號:25620 頁次:2-2

四、某農場面積為 300 公頃,農場中三分之一面積設有一灌溉用蓄水池,以 收集雨季之雨水,彌補乾旱季節雨水之不足。已知該農場之主要作物為 玉米,試求 3 月份及 4 月份蓄水池水位變化為多少公分?(20 分)

註:3 月份(計 31 天)之降雨量為 75 mm,池面蒸發量= 130 mm,

日照百分率= 23.0%,平均溫度= 30℃,作物係數= 0.8。

4 月份(計 30 天)之降雨量為 80 mm,池面蒸發量= 125 mm,

日照百分率= 20.0%,平均溫度= 28℃,作物係數= 1.0。

可 利 用 如 下 Blaney-Criddle 修 正 公 式 計 算 農 作 物 耗 水 量

,其中,u:作物耗水量(mm/day);T:溫度(℃); K:作物係數;P =日照百分率(%)

) 8 T 46 . 0 ( KP

u = +

五、現有一溢洪道其設計重現期距為 25 年,亦即溢洪道的輸水容量係針對 25 年重現期距的洪水而設計的。當洪水超過設計流量時則造成災害,下 表為不同程度洪水所造成的災害,試求:

此溢洪道的期望年災害損失費用(Expected annual damage)(忽略洪 水重現期距高於 2000 年之災損)。(10 分)

洪水重現期距(年) 25 50 100 200 500 1000 2000 災害(千萬元) 0 100 300 380 440 480 520

若擴大溢洪道容量,則其期望年災害隨之減少。以

D

T分別為 T 年 和 25 年設計重現期距時的期望年災害,兩者之關係如下式:

D

25

) 25 ( 007 . 0 25

× −

= T

T

D e

D

又溢洪道由現有容量(設計重現期距為 25 年),擴建至其它較大容量 時的費用如下表所示。假設年利率為 5%,溢洪道的壽命為 100 年。

試求溢洪道的最佳設計重現期距。(10 分)

設計重現期距(年) 20 50 100 200 500 1000 2000 擴建費用(千萬元) 0 20 30 50 70 90 120

數據

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參考文獻

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