97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 代 號 :00240 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 水 利 工 程 ( 包 括 海 岸 工 程 防 洪 工 程 與 排 水 工 程 ) 考 試 時 間 : 2 小 時 座 號 : 全 一 張 ( 正 面 ) 注 意 : 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 可 以 使 用 電 子 計 算 器, 但 需 詳 列 解 答 過 程 3 下 列 計 算 各 題 採 用 : 水 的 密 度 w 1000kg / m, 重 力 加 速 度 g=9.81 m/sec 2, 又 如 有 物 理 常 數 參 數 或 條 件 不 足 時, 請 自 行 作 合 理 假 設 一 某 一 土 堤 之 斷 面 如 下 圖 所 示, 堤 身 土 壤 之 單 位 重 量 為 1500 公 斤 重 / 立 方 公 尺, 土 壤 摩 擦 係 數 為 0.5 堤 基 上 之 水 深 為 3.5 公 尺 時, 請 計 算 土 堤 不 發 生 滑 動 之 最 小 堤 基 寬 度 b (10 分 ) 3.5m b 二 某 一 河 流 上 游 水 文 站 有 50 年 流 量 記 錄, 每 年 最 大 洪 峯 流 量 之 平 均 值 為 X =4000 立 方 公 尺 / 秒, 標 準 偏 差 為 S=1500 立 方 公 尺 / 秒 若 要 建 造 的 防 洪 工 程 之 設 計 洪 水 為 重 現 期 100 年 之 洪 峯 流 量, 此 一 工 程 之 工 程 期 望 壽 年 為 50 年 : 請 應 用 甘 貝 爾 (Gumbel) 法 計 算 重 現 期 100 年 之 洪 峯 流 量 (10 分 ) eb P 1 e, 式 中 b =(0.7797S) -1 (X- X +0.45S) 請 計 算 此 一 防 洪 工 程 在 50 年 內 失 敗 之 風 險 率 (10 分 ) 三 簡 答 題 :( 每 小 題 5 分, 共 25 分 ) 何 謂 瘋 狗 浪 (rogue wave)? 解 釋 突 堤 效 應 (groin effect) 何 謂 人 工 養 灘 (beach nourishment)? 海 嘯 週 期 甚 長, 具 有 長 波 性 質, 倘 太 平 洋 水 深 4000 公 尺, 試 求 海 嘯 傳 播 速 度 ( 公 里 / 時 ) 某 測 站 測 得 之 波 高 週 期 如 下 表, 請 計 算 示 性 波 高 H 1/3 (significant wave height) 和 示 性 週 期 T 1/3 (significant wave period) 出 現 順 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 波 高 H(m) 0.70 2.68 5.88 3.35 4.16 2.43 2.47 1.30 2.67 週 期 T(sec) 4.3 8.1 6.9 11.8 7.5 5.8 6.2 7.4 6.3 ( 請 接 背 面 )
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 代 號 :00240 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 水 利 工 程 ( 包 括 海 岸 工 程 防 洪 工 程 與 排 水 工 程 ) 全 一 張 ( 背 面 ) 四 全 球 暖 化 將 導 致 海 水 位 上 昇, 海 水 位 上 昇 將 對 沿 岸 區 域 造 成 物 理 環 境 之 變 化 或 海 岸 災 害, 請 舉 出 五 項 可 能 發 生 之 案 例 (10 分 ) 五 某 排 水 路 的 集 水 面 積 為 100 公 頃, 集 流 時 間 為 30 分 鐘, 逕 流 係 數 為 0.6 若 一 場 暴 雨 的 降 水 深 度 為 3 公 分, 請 估 計 降 雨 延 時 為 20 分 鐘 30 分 鐘 及 40 分 鐘 時, 所 造 成 的 尖 峯 流 量 如 果 流 出 歷 線 的 退 水 延 時 與 集 流 時 間 相 同, 請 於 同 一 圖 上 繪 出 上 述 三 種 延 時 暴 雨 的 流 出 歷 線 (20 分 ) 六 一 道 路 邊 溝 由 跌 水 進 入 橫 向 排 水 管, 其 洪 峯 流 量 為 0.05 立 方 公 尺 / 秒, 涵 管 總 長 度 為 30 公 尺, 兩 端 高 程 為 1 公 尺, 假 設 跌 水 落 水 池 入 口 損 失 係 數 k e = 0.5, 涵 管 彎 曲 損 失 係 數 為 0.5, 則 使 用 n = 0.024 的 皺 紋 管 做 為 涵 管, 其 尺 寸 應 選 多 大?(15 分 )
96 年 96 年 不 00240 類 利 利 2 不 不 說 理 論 Kinematic BCDynamic BC Bottom BC 20 利 流 量 年 1 The optimal design return period for the flood-control project25 1 度 0.0003 寧 n 0.020 5.5 量 不 流 15 1 年 1 2 5 10 25 50 100 200 0 40 120 280 500 700 900 1100 / 年 0 6 28 46 58 80 85 110 流 量 立 / 490 1020 1560 2500 3400 4520 5880 5.5m 5.5m 8m 8m 6m 88m 100m 6m 1
96 年 96 年 不 00240 類 利 利 兩 路 100 度 0.005 20 40 度 0.001 路 20 2 理 路 流 量 1 理 Q = C i A Q = 流 量 cms C = 0. 95 = 流 數 360 i = 78.5mm / hr = 降 度 A = 10 若 路 寧 數 n = 0. 018 寧 流 量 20 20m So=0.001 路 20cm C L 2 10 3 10 浪 Wiegel 料 浪 5 浪 10 d L 0 d 2π d L L tanh 2π d L sinh 2π d L cosh 2π d L 0.02500 0.06478 0.4070 0.3860 0.4184 1.0840 0.02600 0.06613 0.4155 0.3932 0.4276 1.0876 0.02700 0.06747 0.4239 0.4002 0.4367 1.0912 0.02800 0.06878 0.4322 0.4071 0.4457 1.0949 0.02900 0.07007 0.4403 0.4138 0.4546 1.0985 0.03000 0.07135 0.4483 0.4205 0.4634 1.1021 0.03100 0.07260 0.4562 0.4269 0.4721 1.1059 0.03200 0.07385 0.4640 0.4333 0.4808 1.1096 0.03300 0.07507 0.4717 0.4395 0.4894 1.1133 0.03400 0.07630 0.4794 0.4457 0.4980 1.1171 0.03500 0.07748 0.4868 0.4517 0.5064 1.1209 0.03600 0.07867 0.4943 0.4577 0.5147 1.1247 0.03700 0.07984 0.5017 0.4635 0.5230 1.1285 0.03800 0.08100 0.5090 0.4691 0.5312 1.1324 0.03900 0.08215 0.5162 0.4747 0.5394 1.1362
95 年 不 00240 類 利 利 2 不 不 若 年 C 流 量 Q C = 3Q 2 + 101Q 400 年 益 B 流 量 Q B = Q + 206Q 1, 000 B C Q 1,000 m 3 /s 流 量 年 20 說 益 primary benefits 益 secondary benefits 20 浪 離 fetch 歷 duration of wind 浪 說 說 S.M.B. 理 30 路 狀 8 m 1H : 1V 度 0.01 寧 n 0.02 流 量 30 m 3 /s 30 3
94 年 不 00240 類 利 利 2 不 不 列 Flood-damage mitigation 說 20 93 年 8 利 流 量 泥 94 年 7~9 利 陸 來 度 屢 reservoir sedimentation control20 兩 40 里 力 若 24.8 兩 1 12.4 兩 兩 30 路 量 30
年 不 類 利 利 不 不 量 行 說 25 路 籠 路 籠 20 說 Detention Pond 流 歷 若 不 25 量 流 Straight Drop Structure 流 臨 y c = 2.5 m 度 h =10 m 度 30
年 類 利 利 不 不 不 不 列 說 20 說 (Detention Pond) 20 都 20 隆 說 20 量 25 年 來 暴 量 錄 量 (mm) 50~100 100~150 150~200 200~250 250~300 300~350 350~400 年 數 2 1 3 5 9 4 1 25 年 來 暴 量 10 暴 量 300 mm 10
不 療 理 不 年 類 利 利 列 不 不 說 類 25 率 流 量 說 流 量 25 說 類 不 良 25 都 年 量 度 I=6000/(D+60) I 降 度 /mm/hrd 降 理 年 流 量 A 流 數 C 流 Tc 度 500 度 S 0.0064 寧 Manningn 0.015 25 A=20000 C=0.5 Tc=8 A=40000 C=0.7 Tc=10 A=30000 C=0.6 Tc=15 Dmm 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200. 100mm
年 不 類 利 利 不 不 6 30 浪 流 列 說 說 25 說 理 隆 理 25 說 20
95 年 不 00220 類 利 力 2 不 不 9 m 1 m 度 4 m 度 10 m 數 k= 6 10-4 cm/sec γ sat = 18 kn/m 3 不 流 流 量 流 數 512 隆 數 8 4 m 10 m 6 m 2 m γ t = 16 kn/m 3 力 φ 1 = 28 o γ sat = 18 kn/m 3 力 φ 2 = 30 o 20 kpa 倫 金 Rankine 力 力 20 30 m 3 m γ sat = 18.5 kn/m 3 不 力 度 C u = 35 kpa 100 MN 度 度 15 m 20 m 數 FS= 3 度 若 降 6 m 度 力 30 F sc = 1+0.2B/LF dc =1+0.2D f /B 說 不 類 量 30
94 年 不 類 利 00220 力 2 不 不 列 0.6 m 兩 度 0.5 m 數 k 1 數 k 2 k 1 = 2 k 2 兩 γ sat 19.8 kn/m 3 說 ABC 力 力 力 20 0.6 m 0.1 m 0.5 m 0.5 m k 1 k 2 A B C 度 30 2 m 流 行 流 流 1 m 若 流 γ 16 kn/m 3 流 γ sat 20 kn/m 3 力 度 參 數 c = 40 kn/m 2 φ = 20 c = 20 kn/m 2 ϕ ' = 25 數 數 20 γ z 1 = 1 m γ sat z 2 =1 m β =30
94 年 不 00220 類 利 力 sheet piles 兩 例 說 4 例 說 anchored sheet piles 6 6 m 3 m 1 m free earth support method 度 D 數 1.015 tie rod 力 TkN/m5 1~ 3 m 6 m 1.5 m T γ = 18 kn/m 3 φ = 36 γ sat = 20 kn/m 3 ϕ ' = 36 D γ sat = 19 kn/m 3 c = 30 kn/m 2 利 年 來 都 了 10 行 10 10
年 不 類 利 力 不 不 流 狀 度 5 m 度 5.5 m 3 m 流 流 數 k 1 10 3 cm/sec γ sat 19.81 kn/m 3 5 25 m 度 流 量 m 3 /day 流 力 降 流 流 數 A 力 力 力 A 流 quick sand
年 不 類 利 力 參 數 5 m c 23.58 kn/m m 度 滑 力 數 30 [δ = 0.67φc d = 0.67cφ = 20 度 N c = 14.83N q = 6.4N γ = 5.39φ= 30 度 N c = 30.14N q = 18.4N γ = 22.4q u = c N c F cd F ci q N q F qd F qi 0.5γ B N γ F γd F γi F cd = 10.4D/BF ci = F qi =1β/90 2 F qd = 1 2tan φ 1sin φ 2 D/B F γd =1F γi =1β/ φ 2 ] 力 說 10 1.5 m 1.5 m 度 0.5 m m 17.5 kn/m 3 sat 18.5 kn/m 3 力 c 5 kpaφ 30 度 力 列 力 1.25 m 5m 10 [: φ= 30 度 N c = 30.14N q = 18.4N γ = 22.4 ] 類 列 15 10
年 類 利 不 不 力 不 不 列 若 參 數 不 理 說 (soil compaction)5 什 5 度 (over-compaction)5 e i = 0.72 若 e f = 0.42 10,000m 3 立 10 1 1 P 滑 APB 理 H t P 力 t 2 2 t 1 P (t = t o ) u o 5 P u t 5 P 力 度 τ f t 5 P 參 滑 數 Fs t 10 t 1 說 1 H 力 t o 2
年 不 不 類 利 力 力 力 力 Pile-Driving Formulas 兩 力 力 5 來 力 力 什 5 若 30cm 160kN 40kN-m 量 15m 度 若 ENR 數 Fs = 6 率 80% 什 15 ewh H ENR Qult = 1. 25 S + C Q ult 力 e 率 W h H 落 S 量 C 數 2.5cm 度 說 列 10 若 15
不 年 療 理 不 類 利 力 列 不 不 不 行 理 狀 例 說 20 行 24 連 25 連 流 說 流 H = 20 m 16 kn/m 3 30 ο L 20 ο 25 度 L 力 說 H (NC-clay)γ sat = 19.8 kn/m 3 φ = 30 ο 數 A = 0.4 0.2 (OCR-1) OCR = φ 20 ο 20m 不 力 數 k o= 1 列 度 ( σ1 f σ 1 f )30 UU 度 CU 度 ( 力 400 kn/m 2 ) CD 度 ( 力 50 kn/m 2 ) σ1 σ q (= 3 σ1 + σ ) p (= 3 ) 2 2 力 力 路 L
年 不 類 利 力 不 不 e0.5 粒 Gs2.65 數 k0.001cm/s 若 流 flow net H 1 15m H 2 3m A 15m 20m 力 7 力 降 hydraulic gradient6 流 6 流 量 6 H 1 H 2 A 10m 沈 力 若 略 力 力 若 沈 略 力 力 說 20 說 列 10 30 力 說 列 例 說 量 理 5 25 earthquake geotectonics 力 tectonic stresses valley rebound soft ground
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 代 號 :00210 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 水 文 學 考 試 時 間 : 2 小 時 座 號 : 注 意 : 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 可 以 使 用 電 子 計 算 器, 但 需 詳 列 解 答 過 程 全 一 張 ( 正 面 ) 一 解 釋 名 詞 : 試 說 明 何 以 合 理 化 公 式 (Rational Formula) 之 基 本 假 設 為 降 雨 延 時 須 等 於 集 流 時 間 (Time of Concentration) (10 分 ) 試 說 明 機 率 紙 (Probability Paper) 製 作 原 理 及 功 用 (10 分 ) 二 若 某 地 區 之 降 雨 強 度 (I) 延 時 (t) 之 關 係 如 下 : 385 I ( t 0.39 30) 其 中 I:mm/hr t: 分 鐘 (min) 試 以 交 替 區 塊 法 (Alternating Block Method) 推 求 時 間 間 隔 10 分 鐘 之 2 小 時 降 雨 延 時 之 設 計 降 雨 組 體 圖 (hyetograph), 並 繪 圖 之 (20 分 ) 三 已 知 某 河 道 之 入 流 歷 線 (I) 與 出 流 歷 線 (O) 如 下 : t(hr) I(cms) O(cms) t(hr) I(cms) O(cms) 0 93 93 21 634 642 3 137 100 24 477 603 6 208 114 27 329 479 9 320 159 30 184 341 12 442 233 33 108 152 15 630 420 36 90 90 18 691 578 若 採 用 馬 斯 金 更 法 (Muskingum Method), 且 該 河 道 之 X 值 為 0.20, 試 推 求 K 值 (15 分 ) 若 O 2 =O t+ Δt,O 1 =O t,i 2 =I t+ Δt 且 I 1 =I t, 由 馬 斯 金 更 法 可 得 O 2 =C 0 I 1 +C 1 I 2 +C 2 O 1, 試 以 K X 及 Δt 表 示 C 0 C 1 及 C 2 (10 分 ) 四 已 知 某 完 全 鑿 入 拘 限 含 水 層 水 井, 其 直 徑 為 1 m, 含 水 層 厚 度 為 50 m, 滲 透 係 數 K=0.5 m/day, 在 定 量 抽 水 情 形 下, 當 距 井 0.5 m 之 水 頭 為 60 m, 且 當 距 井 為 300 m 之 水 頭 為 70 m, 試 推 求 抽 水 量 (15 分 ) ( 請 接 背 面 )
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 類 科 別 : 高 等 考 試 科 : 水 利 工 程 技 師 目 : 水 文 學 五 已 知 某 雨 量 站 自 民 國 77 年 至 96 年 之 年 一 日 最 大 降 雨 量 如 下 : 代 號 :00210 時 間 ( 年 ) 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 年 一 日 最 大 降 雨 量 (mm) 188 112 149 172 197 252 230 270 169 280 時 間 ( 年 ) 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 年 一 日 最 大 降 雨 量 (mm) 135 182 126 143 165 210 186 240 163 156 若 資 料 滿 足 皮 爾 遜 III 型 (PT III) 分 布, 試 推 求 : 回 歸 週 期 (Return Period)100 年 頻 率 之 年 一 日 最 大 降 雨 量 (mm) (10 分 ) 昨 日 發 生 降 雨 量 高 達 300 mm 之 發 生 頻 率 年 (10 分 ) 標 準 常 態 分 布 機 率 表 全 一 張 ( 背 面 ) P(z)= 1 2 z 0 e 2 - z /2 dz
96 年 96 年 不 00210 類 利 2 不 不 說 S- 歷 歷 Instant Unit HydrographIUH 說 6 降 量 1.0cm / hr S- 歷 歷 1 歷 14 hr 0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 3 S- 歷 m / s 0 50 200 450 500 650 700 750 800 800 800 流 量 年 流 量 流 量 利 6 3 6 3 量 3.0 10 m 0.5 10 m 6 3 6 3 return water0.8 10 m 0.3 10 m 流 量 2 120km 年 降 量 185cm 流 量 流 量 origin flow 流 數 runoff-rainfall ratio20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 6 3 流 量 10 m 2.0 1.5 0.8 0.6 2.1 8.0 18.0 22.0 14.0 9.0 7.0 3.0 12 流 量 量 30 量 20 3 m / s 流 量 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 m / s 48 42 23 11 14 22 45 55 43 35 27 21
96 年 96 年 不 00210 類 利 了 流 AB CAB 離 1200mBC 離 1000m B A C B 說 離 度 流 K X =K Y =K20 m 度 m A 200 11 B 197 7 C 202 14 料 量 料 Homogeneous 論 料 不 8 年 10-year flood 40 年 數 10-year flood 40 年 數 率 return period 說 理 12
95 年 不 00210 類 利 2 不 不 流 6 暴 降 度 若 流 200 km 2 暴 流 4 10 6 m 3 暴 流 direct runoff5 暴 φ 數 φ -index15 暴 5 hr 1 2 3 4 5 6 降 度 cm/hr 0.5 1.5 1.2 0.3 1.0 0.5 流 2 歷 流 2 S 歷 12 流 3 歷 13 hr 0 1 2 3 4 5 6 7 流 量 m 3 /s 0 50 150 300 600 750 650 550 hr 8 9 10 11 12 13 14 流 量 m 3 /s 450 350 250 150 50 0 0 unconfined aquifer 40 cm 不 50 m 12 m 量 100 m 200 m 兩 離 17 m 16 m 若 數 permeability 0.03 m/min 量 m 3 /day25 年 年 年 100-year floodrisk 8 若 降 1%design return period 若 7 流 不 易 量 流 泥 suspended load 泥 理 論 說 量 量 不 粒 泥 度 量 10
94 年 不 類 利 2 00210 不 不 列 率 infiltration rate 量 infiltration capacity 數 infiltration index10 Horton 說 15 流 連 量 1cm2cm3cm 1cm 暴 流 歷 流 1 歷 15 流 S 歷 5 流 2 歷 5 hr 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 流 量 cms 0 5 20 47 69 71 52 25 5 0 0.2m 度 40m 數 110-4 m/min 量 0.01m 3 /min 降 10m 15 來 若 降 量 來 10 量 年 量 料 列 數 理 論 100 年 量 cm25 累 率 F(s) 數 s 累 率 年 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 量 130 125 125 115 110 100 100 95 92 92 90 85 70 60 F(s) 0.800 0.850 0.900 0.950 0.975 0.990 0.995 s 0.842 1.036 1.282 1.645 1.960 2.326 2.576
年 不 類 利 不 不 30 m 5,000 m 3 /day 50 m 100 m 降 5 m 4 m25 流 量 錄 流 量 來 若 16 降 16 量 25 1 2 3 4 5 6 流 量 m 3 /s 300 270 243 219 197 177 降 累 量 V 累 降 量 P e 量 S d V = S d [1-exp(-P e /S d )] 降 量 度 率 S d 1.0 cm 降 流 率 25 hr 1 2 3 4 5 6 7 降 度 cm/hr 0.2 1.6 6.0 3.9 3.3 3.2 2.0 率 cm/hr 0.2 1.6 5.8 3.6 2.8 2.2 1.0 年 流 量 數 流 量 列 median 1,000 m 3 /s 列 10 數 1 若 10,000 m 3 /s 流 量 5 年 2 率 量 1 累 率 0.8425
年 類 利 不 不 不 不 列 暴 ponded 狀 率 f o 10 cm/hr 1.25 cm/hr 度 4.25 cm Horton 數 25 f = f c + ( f o - f c ) e -kt f 率 f o 率 f c 率 k 數 t 降 度 (hr) 1 2 3 4 降 度 (cm) 2.5 5 0 2.5 流 歷 (hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 流 量 (cms) 0 3 34 113 159 142 128 71 28 14 0 10 降 降 度 5 cm/hr 流 流 量 15 暴 立 兩 暴 數 率 度 數 f (t) =e -λt 1/ 兩 暴 年 110 暴 暴 5.3 兩 暴 4 率 10 兩 暴 10 率 5 兩 暴 10 率 10 量 S 流 量 Q S = KQ 3/2 S cms-hrq cmsk = 1.21 cms -1/2 -hr 流 量 歷 (hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 流 量 (cms) 0 100 200 400 300 200 100 50 0 流 量 歷 25
年 類 利 不 療 理 不 列 不 不 料 說 列 料 數 列 15 數 列 (Partial duration series) 年 數 列 (Annual exceedence series) 數 列 (Extreme value series) 降 歷 (Instantaneous Unit Hydrograph, IUH) 里 (outlet) 流 25 Q ( 立 /) 量 量 (stationary) 列 R(t)=65+0.35R(t-1)+ε(t) R(t) t 量 ε(t) 零 (white noise) 量 兩 量 [R(t) R(t-2)] 數 (correlation coefficient)25 年 降 量 降 度 0.15 300 T 率 (Intensity-Duration-Frequency, IDF) i = i 降 度 / 0. 6 (D + 15) T 年 D 降 降 -(-index method)=15 /(design hyetograph) 0-10 10-20 20-30 30-40 40-50 50-60 降 率 (%) 4 7 26 44 15 4 歷 降 流 量 若 立 /35 Q ( 立 /)
年 不 類 利 不 不 量 料 (Rainfall Simulator) 25 量 S 流 量 I 流 量 O S t =ai t bo t O t tc 0 I t tc 1 I t C 2 O t 數 C 0 C 1 C 2 ab t 25 12,000 L/min 3 6 離 80m 降 0.5m 1.4m Theis 流 數 T(cms/m) 數 S 5 降 L25 流 1 4 4 量 量 1 量 錄 4 1 量 漏 利 量 錄 流 1 量 1 4 1 3 A 1 32.5A 2 28.3A 3 30.8A 4 12.2A 5 8.7 A 6 9.9 km 2 25 A 1 A 2 1 2 4 A 4 A 5 A 6 A 3 3 量 量 R (mm) 1 量 r (mm) 1 2 3 4 92 87 96 106 26 22 28
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 代 號 :00230 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 水 資 源 工 程 與 規 劃 考 試 時 間 : 2 小 時 座 號 : 注 意 : 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 可 以 使 用 電 子 計 算 器, 但 需 詳 列 解 答 過 程 全 一 張 ( 正 面 ) 一 解 釋 名 詞 :(30 分 ) 財 務 可 行 性 (Financial Feasibility) 經 濟 可 行 性 (Economic Feasibility) 多 目 標 計 畫 (Multiple-purpose Project) 模 擬 模 式 (Simulation Model) 優 選 模 式 (Optimization Model) 可 行 方 案 (Feasible Solution) 替 代 方 案 (Alternative Solution) 作 物 需 水 量 (Consumptive Use) 田 間 灌 溉 效 率 (Farm-irrigation Efficiency) 渠 道 輸 送 損 失 (Conveyance Loss) 二 今 有 電 力 公 司 河 川 局 及 農 田 水 利 會 在 甲 地 區 為 了 發 電 防 洪 及 灌 溉 之 目 的 欲 進 行 水 資 源 工 程 建 設, 考 慮 節 省 成 本 等 因 素, 該 三 單 位 決 定 將 此 三 單 目 標 計 畫 合 併 為 一 多 目 標 計 畫 共 同 進 行 之 各 單 目 標 計 畫 之 成 本 及 效 益 與 多 目 標 計 畫 中 各 單 目 標 之 可 分 離 成 本 如 下 表 所 示, 此 多 目 標 計 畫 之 總 成 本 為 16.88 億 元, 試 計 算 並 分 攤 經 費, 各 單 位 經 費 之 分 攤 均 需 滿 足 經 濟 可 行 性 之 要 求 (20 分 ) ( 單 位 : 百 萬 元 ) 列 項 目 發 電 防 洪 灌 溉 總 計 l 可 分 離 成 本 600 380 150 1130 2 預 估 效 益 1500 500 350 2350 3 單 目 標 替 代 計 畫 成 本 1000 400 600 2000 三 某 流 域 內 有 10 平 方 公 里 的 灌 溉 土 地, 有 三 種 不 同 之 作 物, 其 使 用 情 形 如 下 所 示, 生 長 期 間 有 效 降 雨 量 為 100 厘 米, 假 設 農 田 灌 溉 效 率 為 60%, 渠 道 輸 送 損 失 為 20%, 試 求 該 處 須 在 河 道 處 引 水 若 干 以 供 灌 溉 (10 分 ) 作 物 面 積 ( 平 方 公 里 ) 作 物 需 水 量 ( 厘 米 ) A 5 150 B 2 80 C 3 120 ( 請 接 背 面 )
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 類 科 別 : 高 等 考 試 科 : 水 利 工 程 技 師 目 : 水 資 源 工 程 與 規 劃 代 號 :00230 全 一 張 ( 背 面 ) 四 試 解 釋 何 謂 抽 蓄 發 電 並 繪 發 電 廠 及 水 庫 佈 置 示 意 圖 (5 分 ) 台 灣 電 力 公 司 計 劃 興 建 台 灣 第 1 座 抽 蓄 電 廠, 向 經 濟 部 部 長 簡 報 說 明 時, 部 長 提 出 一 問 題 其 問 題 為 抽 水 馬 達 之 效 率 為 90%, 發 電 機 的 效 率 亦 為 90%, 那 花 了 我 們 100 度 的 電 力 去 抽 水, 而 後 再 發 電 只 能 產 生 81 度 的 電 力, 我 們 花 100 度 的 成 本 而 只 能 收 回 81 度 的 效 益, 這 是 得 不 償 失 電 力 公 司 回 答 說 先 進 國 家 建 造 許 多 抽 蓄 電 廠, 抽 蓄 發 電 一 定 有 它 的 好 處 然 而 這 回 答, 仍 不 能 解 開 部 長 的 疑 惑, 而 使 工 程 延 誤 了 數 年, 試 回 答 此 問 題 以 解 部 長 之 惑 (15 分 ) 提 示 - 可 從 經 濟 效 率 說 明 :100 度 電 力 之 成 本 及 81 度 電 力 之 替 代 成 本 五 在 某 水 庫 壩 址 處 之 流 量 如 下 表 所 示, 該 水 庫 之 出 水 量 (yield) 為 5( 單 位 與 流 量 同 ), 試 建 立 並 寫 出 其 線 性 規 劃 (linear programming) 模 式, 以 便 用 以 推 求 水 庫 之 容 量 (Active storage) (20 分 ) 註 1: 本 題 假 設 水 庫 之 蒸 發 及 滲 漏 量 極 小 註 2: 如 不 會 線 性 規 劃, 則 可 採 用 其 他 方 法 推 求, 然 分 數 酌 減 某 水 庫 壩 址 處 之 流 量 Year y Flow Qy Year y Flow Qy 1 5 9 3 2 7 10 6 3 8 11 8 4 4 12 9 5 3 13 3 6 3 14 4 7 2 15 9 8 1
96 年 96 年 不 00230 類 利 2 不 不 head work10 例 說 量 10 論 10 說 10 利 Lagrange multiplier 20 Minimize ( x 1 1) 2 + ( x 2 2) 2 Subject to x 1 2x 2 = 0 參 說 Reservoir operation rule curves20 兩 度 不 100 年 錄 理 年 X 年 錄 20 料 率 累 率 量 1.5m 年 率 利 數 年 數 來 年 C=10X 3 C X m k 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 X 0-0.25 0.26-0.50 0.51-0.75 0.76-1.00 1.01-1.25 1.26-1.50 1.51-1.75 1.76-2.00 2.01-2.25 2.26-2.50 m 數 3 10 16 25 18 5 5 10 3 5 100 年 年 X
95 年 不 00230 類 利 2 不 不 說 Chute spillway 流 Overflow spillway Shaft spillway20 說 領 20 利 類 20 說 力 Surge tank 說 20 年 年 益 $75,000 $200,000 行 20 年 年 益 Annual costs Annual benefits
94 年 不 類 利 2 00230 不 不 列 理 列 說 10 行 路 ABC 910 10 810 10 610 10 益 1.51.8 2.0 若 金 8.210 10 行 10 利 益 Remaining-benefit Method Alternative Justifiable-expenditure Method 說 20 說 行 不 狀 20 力 σ w 肋 度 肋 度 若 20 y P R /2/2 r R B 六 若 量 700 gpm 率 1,450 rpm 120 率 1,150 rpm 量 量 力 若 20
年 不 類 利 不 不 度 2.5 g/cm 3 數 力 滑 流 力 20 年 20 量 年 量 20 列 年 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 量 19 10 18 13 15 12 17 20 8 14 年 數 SI10 2 100 AS SI = N AD AS 年 量 AD 年 量 N 年 數 Weibull 率 105 i p = ( n +1) p = 率 例 i = 率 n = 年 數 若 率 不 40 不 量 率 105
年 不 類 利 量 5000 量 4000 量 3500 若 量 量 流 量 列 料 t = 1~3 量 量 量 流 量 10 t = 1~3 量 50 m 路 落 5 輪 率 80 量 來 10 流 量 t =1 200 流 量 t =2 100 t =3 15000 流 量 量 量 量 m 量 150 5000 140 4000 130 3000 120 2000 110 1000 100 0 若 年 益 100,000 年 益 年 利 益 500,000 年 年 利 益 500,000 年 利 率 6 益 20 年 列 5 20 Permanent Wilting Point Incipient Wilting Point 量 Field Capacity 率 SAR, sodium-adsorption ratio
年 類 利 不 不 不 不 列 泥 量 7 量 7 劣 6 不 duration 累 流 量 若 量 400 cfs 量 acre-ft m 3 20 1 cfs = 0.02832 cms1 acre-ft = 1233.5 m 3 day 累 流 量 cfs-day duration volume of inflow 7 350 15 810 30 1800 60 4200 120 12000 183 42090 365 255500 A 流 A 19 年 流 量 錄 年 流 量 若 10 年 率 Tr = 10 年 Tr = 10 年 流 量 cms10 若 A 理 A 量 量 Qr cms 度 reliability 年 Qr 率 10 率 probability plotting or plotting position formulas 年 流 量 cms 流 量 cms 1 800 175 2 795 170 3 790 155 4 900 195 5 870 190 6 750 85 7 760 100 8 1000 150 9 930 197 10 740 200 11 850 90 12 780 98 13 745 140 14 770 196 15 950 188 16 890 180 17 785 130 18 755 110 19 840 185
年 類 利 不 不 度 2,000 m 200 mm 連 50 m 數 friction factor, f 0.016 略 minor losseshead loss due to friction in pipe, h f 流 量 m 3 /s 流 m/s20 A BA $5 10 6 40 年 年 $100,000 年 益 $700,000B $7 10 6 50 年 年 $150,000 年 益 $970,000 若 年 利 率 10% 金 數 capital recovery factor N i ( 1+ i ) [ ] N ( 1+ i ) 1 15 不 present value 若 說 不 數 5
不 療 理 不 年 類 利 列 不 不 力 490 離 益 年 益 列 益 數 20 力 離 105.0 60.0 90.0 35.0 益 240.0 100.0 210.0 65.0 200.0 105.0 190.0 70.0 力 5 ft 35 ft 60 ft 50 ft 力 (full uplift) 數 0.7 度 150 pcf 滑 力 (normal pressure) 略 力 力 (reservoir full) 20 5 ft 60 ft 50 ft 說 列 流 略 說 理 (upper conjugate depth)(tailwater)6 7 7 屢 20 利 (steady) 度 (b) 數 (k) 20 35 ft
年 不 類 利 不 不 益 益 不 益 不 益 不 益 類 例 說 20 流 量 累 流 量 若 量 4 立 量 立 / 年 20 累 流 立 說 (needle valve)(howell-bunger valve) 20 列 (Flood-mitigation reservoir) 說 8 說 不 說 12 度 10 25 4 理 8000 立 度 200 mg/l 60% 流 流 5 流 留 5 量 5 流 率 5
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 流 體 力 學 考 試 時 間 : 2 小 時 座 號 : 代 號 :00250 注 意 : 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 可 以 使 用 電 子 計 算 器, 但 需 詳 列 解 答 過 程 3 下 列 計 算 各 題 採 用 : 水 的 密 度 ρ 1g / cm, 重 力 加 速 度 g=9.81 m/sec 2 w = 全 一 張 ( 正 面 ) 一 如 圖, 水 槽 中 放 了 一 個 槓 桿 系 統 重 物 M 重 1.5 kg 是 由 線 AB 與 桿 AC 相 連, 線 AB 長 40 cm 重 物 M 為 一 邊 長 10 cm 的 正 立 方 體 重 物 N 重 4 kg, 是 由 線 CD 與 桿 AC 相 連, 線 CD 長 50 cm 重 物 N 為 一 截 面 為 20 cm 乘 20 cm, 高 50 cm 的 立 方 體 桿 AC 在 O 點 由 一 根 長 1 m 截 面 積 為 16 cm 2 的 木 桿 支 撐,O 點 為 一 可 旋 轉 樞 軸 現 在 從 水 槽 中 沒 水 開 始 加 水, 要 加 到 水 深 多 少, 線 CD 仍 為 直 線 但 CD 所 受 張 力 恰 好 為 零?( 線 AB 和 CD 為 只 能 承 受 張 力 的 軟 線 )(25 分 ) A 40 cm B 10 cm 1 m O 1.0 m 1 m D 50 cm 50 cm 二 如 下 左 圖, 管 子 都 處 於 同 一 平 面 ( 不 用 考 慮 重 力 ), 管 子 中 以 穩 態 流 動 的 水 自 A 點 流 到 D 點 損 失 2 m 的 水 頭, 若 管 子 斷 面 為 正 方 形 ( 圖 中 d 為 邊 長 ), 表 面 粗 糙 度 為 1 mm (25 分 ) 求 管 中 流 速 和 摩 擦 係 數 ( 有 需 要 請 查 如 下 右 圖, 其 中 縱 橫 座 標 名 稱 及 曲 線 代 表 意 義, 須 自 行 判 斷 ) 請 畫 出 管 線 的 能 量 線 (Energy Line) 與 水 力 坡 度 線 (Hydraulic Grade Line) 500 m B A d=1 m K=1.0 100 m K=1.0 C d=2 m 250 m D (K 為 次 要 損 失 係 數 ) 2(10 3 ) 4 6 8 2(10 4 ) 4 6 8 2(10 5 ) 4 6 8 2(10 6 ) 4 6 8 2(10 7 ) 4 6 8 10 3 10 4 10 5 10 6 10 7 ( 請 接 背 面 )
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 流 體 力 學 代 號 :00250 全 一 張 ( 背 面 ) 三 如 圖, 考 慮 二 維 問 題, 把 風 吹 過 一 個 半 圓 形 斷 面 建 築 的 問 題, 視 為 下 面 理 想 流 場 之 上 2 R 半 部, 其 複 數 勢 為 W = U ( z + ),z=x+iy, 在 U=10 m/s,r=2 m 下 (25 分 ) z 計 算 建 築 物 的 受 力 ( 空 氣 密 度 為 水 的 10-3, 空 氣 重 遠 小 於 壓 力 效 應 ) 這 計 算 在 什 麼 情 況 下 不 成 立 z U R x 四 如 圖, 由 甘 油 ( 比 重 為 0.8) 形 成 的 液 柱 撞 到 車, 車 會 開 始 移 動 液 柱 斷 面 積 為 A j =10 cm 2, 流 量 為 0.01 cms (25 分 ) 證 明 若 車 與 底 板 間 沒 有 摩 擦 力, 車 子 會 一 直 加 速, 沒 有 穩 態 (steady state) 存 在? 若 車 與 底 板 間 摩 擦 力 為 250 N( 牛 頓 ), 達 穩 態 的 車 速 為 多 少? A j Jet A j 100 kg 45 V Friction
96 年 96 年 不 00250 類 利 流 力 2 不 不 若 A 0.2 度 B 0.1 度 A 度 h 若 流 度 B 度 20 V A h A B 5 m V B 流 數 兩 流 2 y u ( x, y ) = U 0 1 (, ) = 0 2 v x y b y=b/2 度 y=b/2 力 20 y x 2b
96 年 96 年 不 00250 類 利 流 力 例 1:256 量 量 5 20 0.654in 5ft 若 700lb/ft 3 1ft20 62.4 lb/ft 3 流 流 流 路 h l 流 20 D V 1 P 1 P 2 0 Z 1 0 l V 2 Z 2
95 年 不 00250 類 利 流 力 2 不 不 2.0 m 0.6 沈 度 1.5 m 度 1000 kg/m 3 流 不 力 20 2.0 m 1.5 m 流 流 量 Q(t) = Q o exp(-t/t)q o = 0.2 m 3 /st = 10 sec 流 D 離 x D(x) = D x o 2 L D o = 0.6 ml = 1.0 m t = 5 secx = 1.0 m x 流 度 20 0.6 m L 0.3 m Q(t) x D(x) 50 m 25 m 1.6 m 若 利 流 量 Q h h Q = Q o H Q o = 0.1 m 3 /sh = 1.6 m 降 20 pump h 50 m
95 年 不 00250 類 利 流 力 聯 度 L 1 = 800 ml 2 = 600 ml 3 = 1000 m D 1 = 0.5 m D 2 = 0.4 md 3 = 0.4 m 數 f 1 = f 2 = f 3 = 0.015 流 量 Q = 1.0 m 3 /s 流 量 Q 1 Q 2 Q 3 20 Q Q 1 Q 2 Q 3 度 4.0 m 度 3.0 m 2.8 m 度 1000 kg/m 3 度 3.0 m/s 2 度 2.3 m/s 2 不 狀 A 力 20 3.0 m/s 2 3.0 m A 2.8 m 2.3 m/s 2 4.0 m
94 年 不 類 利 流 力 2 00250 不 不 列 1 m 量 M 索 連 2 m h 降 2.5 m 略 滑 輪 力 M 若 25 4 m Water h 1 m 1-m diameter 流 1.2 m/s 4.2 m/s 0.36 m 率 power 率 efficiency 度 = 1.22 kg/m 3 25 i 1 2 o P i P 1 P 2 P o V i V 1 V 2 V o
94 年 不 類 利 流 力 00250 source 度 m 離 l 離 若 理 流 度 velocity potential 列 25 m 2 2 2 2 φ = { ln [ ( x l ) + y ] + ln [ ( x + l ) + y ]} 4π 流 流 度 略 流 量 力 P = P 0 力 y Source x l d 1 = d 3 = 45 cmd 2 = 28 cm L 1 = 2 km L 2 = 4 kml 3 = 3 km Z A = 550 mz B = 560 mz C = 512 m Z D = 520m 數 f 1 = f 2 = 0.02f 3 = 0.03 若 不 minor loss 流 度 V 1 V 2 V 3 25 A B Z A V 1 V 2 D V 3 Z D C Z C Z
年 不 類 利 流 力 不 不 流 離 pump 力 Ρ Ρ = f ( D, ω, ρ, Q) D 輪 葉 impeller diameterq 流 pump 流 率 ρ 度 ω 輪 葉 度 dimensional analysisπ a set of pi terms 若 modelprototypepump 1/20 pump 流 率 1600 m 3 /s 度 25 rad/s pump 度 7 rad/s pump 流 率 m 3 /s20 3 m 5 m 紐 A 力 F kn 略 量 紐 A 力 量 specific weightγ 9.8 kn/m 3 20 A 5m F 3m 若 流 流 U = 0.36 m/sre = 2 10 流 流 x cr m x cr 度 δ cr m20 若 滑 流 流 0.9 m 流 率 Q = 68 m 3 /s 流 = 200 m 力 降 Ρ Pa 滑 度 ρ = 912 kg/m 3 數 = 0.38 Ns/m 2 20 5
年 不 類 利 流 力 流 路 流 度 V 1 = 7.3 m/s D 1 = 0.5 m 流 路 x 30 流 D 2 = 0.3 m 路 x y 力 anchoring force F Ax F Ay kn 度 = 1000 kg/m 3 1 2 力 力 20 V 2 D 2 = 0.3 m y 30 x V 1 D 1 = 0.5 m
不 療 理 不 年 類 利 流 力 列 不 不 列 理 4 20 度 (Vorticity) 流 (Streamline) 雷 諾 數 (Reynolds Number) (Hydraulic Jump) (Boundary Layer) (Specific Gravity) 1.2 度 10 A 力 20 不 流 流 狀 路 流 U 01 流 U 02 r 1 =2r 2 參 數 度 u2 度 20 2 r u 1 = U01 1 r r 1 1 u 2 = U 02 1 r r 2 2 ρ 流 量 連 + ( ρv) = 0 ρ 流 度 V 流 度 t 列 連 u v w + + = 0uvw 度 量 20 x y z 不 流 流 流 3 u 3 y 1 y 2 度 量 = u e 2 δ 2 δ δ 度 δ = 1.25 10 x u e v e y = δ uv 度 利 連 x=0.5 m u e =2.337 m/sec v e 20 r 2
年 不 類 利 流 力 不 不 (open manometer) 若 p a 2000 lb/ft 2 z A 9in.z 1 6in.z 2 15in. 流 1 度 1 流 2 ( 度 2 γ Hg 846 lb/ft 3 ) p A 10 若 流 2(γ99.1 lb/ft 3 ) p a z A z 1 p A 不 z 2 10 p a z 2, p 2 p a z A, p A A ρ 1 z 1, p 1 ρ 2 率 5 力 1 力 550 ft-lb/s 略 數 流 量 若 10 流 若 2 量 力 8 2 ft 量 Pump 6 in.d 2 in. D 2 ft 5 ft 6 in. D
年 不 類 利 流 力 4 0.15 流 量 8.0 立 / 0.2 量 率 力 數 (drag coefficient) 0.420 4 0.2 0.15 流 流 流 (laminar flow) 流 量 Q 流 度 ρ 流 數 略 不 20 2 R o L h 若 流 滑 流 流 度 u π y = sin Uo 2 δ 流 度 δ (x) 度 δ *( x) 量 度 θ (x) L 度 B 力 d δ 流 量 o = ρ [ u( Uo u) dy] τ 0 dx 20
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 渠 道 水 力 學 考 試 時 間 : 2 小 時 座 號 : 代 號 :00260 注 意 : 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 可 以 使 用 電 子 計 算 器, 但 需 詳 列 解 答 過 程 全 一 張 ( 正 面 ) 一 如 圖 一 所 示 之 複 式 斷 面, 深 槽 寬 度 100 公 尺, 左 槽 寬 度 400 公 尺 ; 曼 寧 糙 率 係 數 深 槽 為 0.02, 左 槽 為 0.05; 深 槽 水 深 4 公 尺, 左 槽 水 深 1 公 尺 ; 深 槽 與 左 槽 之 坡 度 均 為 1/900, 請 計 算 深 槽 與 左 槽 之 平 均 流 速 及 全 槽 之 流 量 (15 分 ) 請 計 算 全 槽 之 能 量 係 數 (energy coefficient)α (5 分 ) 請 計 算 全 槽 之 曼 寧 糙 率 係 數 (5 分 ) 400 m 100 m 3 m 4 m 圖 一 二 如 圖 二 所 示 之 水 平 渠 床, 矩 形 斷 面 之 渠 道, 寬 度 6 公 尺 渠 道 中 有 一 束 縮 段, 矩 形 斷 面, 最 窄 處 之 寬 度 b 流 量 為 40 立 方 公 尺 / 秒, 上 游 水 深 為 6 公 尺 時, 請 計 算 不 會 發 生 阻 塞 (choke) 作 用 之 b 之 最 小 值 但 忽 略 能 量 損 失, 且 能 量 係 數 取 為 1.0 (25 分 ) 6 公 尺 b 3 公 尺 圖 二 三 如 圖 三 所 示 之 渠 道, 矩 形 斷 面, 寬 度 10 公 尺, 渠 床 坡 度 1/1600, 曼 寧 糙 率 係 數 為 0.02 此 一 渠 道 流 入 一 湖 泊, 湖 泊 水 面 與 渠 道 下 游 端 之 高 程 差 為 1 公 尺 流 量 為 5 立 方 公 尺 / 秒 時, 則 渠 道 之 縱 向 水 面 (longitudinal profile) 為 M1,M2, S1 或 S2? 何 故?(10 分 ) 流 量 為 15 立 方 公 尺 / 秒 時, 則 渠 道 之 縱 向 水 面 為 M1,M2,S1 或 S2? 何 故?(10 分 ) 1 公 尺 ( 請 接 背 面 ) 圖 三
97 年 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 考 試 建 築 師 技 師 考 試 暨 普 通 考 試 記 帳 士 考 試 97 年 第 二 次 專 門 職 業 及 技 術 人 員 高 等 暨 普 通 考 試 消 防 設 備 人 員 考 試 普 通 考 試 不 動 產 經 紀 人 考 試 試 題 等 別 : 高 等 考 試 類 科 : 水 利 工 程 技 師 科 目 : 渠 道 水 力 學 代 號 :00260 全 一 張 ( 背 面 ) 四 如 圖 四 所 示 之 渠 道, 間 距 250 公 尺 之 二 斷 面 均 為 矩 形, 寬 度 均 為 50 公 尺, 曼 寧 糙 率 係 數 同 為 0.02, 之 底 床 高 程 z 1 為 10.5 公 尺, 之 底 床 高 程 z 2 為 10.0 公 尺 請 計 算 : 之 水 位 h 1 為 13.5 公 尺, 之 水 位 h 2 為 12.8 公 尺 時 之 流 量 (20 分 ) h 1 z 1 基 線 250 公 尺 z 2 h 2 圖 四 五 如 圖 五 所 示 之 直 立 下 射 式 閘 門 設 置 於 渠 床 水 平 之 矩 形 斷 面 渠 道, 寬 度 5 公 尺, 閘 門 上 游 水 深 3 公 尺, 閘 門 開 度 W 為 0.6 公 尺, 出 口 水 流 之 脈 縮 係 數 Cc 為 0.61, 請 計 算 流 量 但 忽 略 閘 門 上 游 與 脈 縮 斷 面 間 之 能 量 損 失 (10 分 ) 3 公 尺 W CcW 圖 五
96 年 96 年 不 00260 類 利 力 2 不 不 列 數 1 力 流 流 r = 17. 0 m ο 2 θ = 35.0 流 量 q = 33.0 m / s h = 1 1. 90 m 流 v 1 h = 2 1. 77 m 流 v 2 流 流 力 力 w =1000 kg/m 3, g=9.81 m/s 2 20 θ 1 r 2 v 2 h 1 v 1 h 2 θ 流 2 1 1 3.00 m 流 1.00 m / s 2.00 m 1.80 m z 若 臨 流 z 若 z 0.600 m 若 g=9.81 m/s 2 20 流 0. 938 流 量 20 兩 度 流 M 2 說 20 100 m3.00 m 寧 度 0. 03500. 000500 4.50 m direct-step 流 度 離 兩 3.75m 20
95 年 不 00260 類 利 力 2 不 不 流 量 E E = ( y 2 1 y 4y y 1 2 ) 3 y 1 y 2 20 流 流 1.5 m/s 3 m 隆 不 流 量 隆 度 10 隆 度 隆 度 隆 10 6 m 寧 度 n = 0.015 流 量 100 m 3 /s 降 0.01 降 0.003 y n1 y n2 不 精 20 y n1 S 0 =0.01 y n2 y n2 S 0 =0.003
95 年 不 00260 類 利 力 降 0.004 寧 度 n = 0.025 度 流 量 5 m 3 /s/m 2.4 m 離 2 m20 流 拉 1 m 1.5 m 度 流 量 20 4 m 流 1 m
94 年 不 類 利 力 2 00260 不 不 列 力 六 25 A 2.5 m 流 量 5 m 3 /s 0.5 m B 臨 流 量 AB 量 A 度 25 率 11 度 0.0004 寧 數 n = 0.015 流 量 50 m 3 /s Normal Depth 2.0 m25 A 福 祿 數 Froude Number 8 B 量 5 m25
年 不 類 利 力 不 不 1 Manning 率 n 2 0.03 Manning 率 n 1 n 3 0.035 降 1/500 度 12 1 流 狀 列 流 量 8 流 量 8 流 量 4 2.1 m 了 60 度 2 M 1.3 m 狀 P10 M 離 10 60 度 F10 2
年 不 類 利 力 度 11 v = 0.8 m/secq = 2.4 m 3 /sec 流 理 利 Manning 率 n = 0.0220 流 狀 流 流 量 0.4 m 3 /sec 1 m 流 不 臨 流 降 Manning 率 n = 0.013 20 力 shear force 度 10
Y 1 2.5 m Y 2 0.25 m 年 類 利 力 不 不 不 不 列 流 力 不 流 類 列 流 參 數 說 10 specific energy5 力 5 度 4.0 m 3.0 m 0.25 m 若 2.5 m 降 0.25 m20 略 量 流 量 若 量 流 1/8 流 量 若 4.0 m 3.0 m 0.25 m wetted perimeterp A 若 20 T A y b
年 類 利 力 不 不 量 流 2.5 m 流 0.6 m/sec 暴 度 1.5 m 流 暴 流 量 20 Vw 1.5 m 2.5 m 0.6 m/sec 15 m S 0 0.0025 流 量 Q 30 m 3 /sec A 1.5 m 100 m B 1.7 m 寧 度 n 若 20
年 類 利 力 不 療 理 不 列 不 不 流 量 8m 3 /s 3m 1():1() 0.3m 福 祿 數 (Froude number)20 3m 1m 流 1.5m/s 2m 流 0.04 度 流 福 祿 數 0.8 降 量 20 流 4m 流 1m/s 度 力 略 不 0.5m/hr 率 降 連 降 4 3 降 3m20 度 0.005 寧 0.014 流 量 9 m 3 /s 流 臨 流 臨 流 20 90 30 度 流 量 q 1 = 1.0 m 2 /s y n 1 = 0.2m 度 流 量 q 2 = 1.5 m 2 /s y n 2 = 0.8m 流 略 不 說 理 20 y n1 y n2
年 不 類 利 力 不 不 10 ft 寧 率 數 n0.014 Sn0.001 連 10 ft 流 量 20 度 度 b 若 不 力 流 量 Q500 cfs 16 4 b10 ft b8 ft b6 ft 2 ft 1 ft b5.5 ft 兩 連 y 1 y n 流 量 Q y 2 說 理 Q n y 2 y n 流 量 20 y 2 NDL y 1 CDL y n y c Q n Q
年 不 類 利 力 流 量 q12 m 3 /(s m) y 2 4 m 福 祿 數 N 6 y 1 7 量 E7 F 2 y 2 y 1 v 1 v 2 1/10 例 0.67 m0.14 m 1.28m 流 量 0.15 cms 0.04m 流 3.27 m/sec 流 量 數 C2.25 流 量 流 20