流體力學與水處理工程 申論題歷屆試題與參考架構
地方特考三等，民國 113～114 年共 2 份試卷、9 題，其中 7 題附參考答題架構。考這一科的類科：環境工程。本頁列出歷年全部題目，參考架構只列開頭的「破題」，完整的答題架構、關鍵字與作答提醒請到站內查看。
114 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
梯 形 渠 道 斷 面 尺 寸 如 圖 一 所 示 。 在 滿 流 情 況 下 ， 試 採 用 曼 寧 公 式（Manning Formula）Q=(1/n)R2/3S1/2A 推算水流流量。其中 n 為粗糙係數 0.025、R 為水力半徑（m）、S 為水力坡降 0.0015。（25 分）圖一
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 2
岸邊之抽水機將河水直接抽入水廠混合池內。相關設施條件如圖二所示。若抽水流量為 Q=12 公升/秒，管道材質為鑄鐵管（管壁粗糙率為0.00029），吸水管管徑為 350 公釐，長度 20 公尺與出水管管徑為 300 公釐，長度 300 公尺。吸水井水面標高 58 公尺，抽水機標高 60 公尺，水廠混合池水面標高 90 公尺。若吸水管與出水管之各必須閘閥與彎管等零件水頭損失為 0.21 公尺，求抽水機總揚程。（管線摩擦水頭損失可依L V2據 Darcy-Weisbach 公式計算之， h l =f ，已知吸水管 f=0.019，出水D 2g管 f=0.020，g 為 9.8 m/s2。（25 分）圖二
（25 分）
本題含圖表或公式，請對照原卷 PDF。
- 3
下水道污水中硫酸鹽在厭氧狀況下可能被細菌還原為硫化氫，引起中毒的工安事件，或硫化氫接續被氧化為硫酸，造成管線腐蝕。請試述下水道產生硫化氫之機制以及硫化氫氣體產生的影響因素。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題考下水道硫循環的完整鏈結。作答先畫出「硫酸鹽 → 硫化物 → 氣相硫化氫 → 硫酸」的機制鏈，再分水質、水力、環境、管理四類列出影響因素，並把「中毒」與「腐蝕」兩條路徑分開交代。
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- 4
自來水廠實施消毒程序以保護自來水用戶免於遭受水媒疾病的危害，選擇消毒劑時需考量原水水質、經濟性、用戶觀感等因素，請論述優良消毒劑所需具備的特性以及可選用的消毒劑或技術。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
消毒是自來水處理的最後屏障。本題先建立「理想消毒劑的評選準則」，再據此逐一評比現行可用之消毒劑與技術，每項都扣回題目給的三個軸線：原水水質、經濟性、用戶觀感。
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113 年（考試時間 120 分鐘） 原卷 PDF
- 1
若以渠底作為基準面，矩形渠道寬度為 4 公尺，水深為 0.5 公尺時，水流量為 14 m3/sec，g 為 9.8 m/sec2，水流的比能量水頭（specific energy head）為多少公尺？（10 分）
（10 分）
參考架構・破題
比能量水頭是以渠底為基準面時，單位重量水體所具有之水頭，E = y + V²/2g。本題已給渠寬、水深與流量，先求斷面平均流速再代入即可，答案為 3.0 公尺。
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- 2
採用濃度 C1 螢光染劑以定流量 q 注入渠道中，假設螢光染劑穩定未被吸附或分解，在下游適當位置取得混合均勻之水樣，測得螢光染劑濃度C2，請推導渠道流量 Q 的計算公式為 Q=[(C1/C2)-1]q。如螢光染劑注入濃度 C1 為 5 g/L；注入流量 q 為 2×10-6 m3/sec；下游測得螢光染劑濃度C2 為 5 μg/L，請計算渠道流量。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題是示蹤劑稀釋法（常數注入法）量測渠道流量。推導核心為「示蹤劑質量守恆加上下游完全混合」，再把背景濃度視為零即可化簡成題給公式；代入數值後渠道流量約為 2 立方公尺／秒。
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- 3
某污水廠之活性污泥曝氣槽中的混合液懸浮固體（MLSS）為 1,600 mg/L，於一公升量筒沉降 30 分鐘後，污泥占量筒容積為 400 mL。試計算污泥容積指數（sludge volume index, SVI）。如 SVI 值高於 200，則污泥稱為鬆化污泥（bulking sludge），不易沉澱分離，請論述其可能原因及解決方法。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
SVI 是污泥沉降性的指標，定義為單位乾重污泥沉降 30 分鐘後所占的體積。本題代入後 SVI 為 250 mL/g，已屬鬆化污泥。後半應分「絲狀菌膨化」與「黏性膨化」兩類談成因，再分短期應急與根本改善兩層次提出解決方法。
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- 4
我國積極推動污水下水道建設，可預期各污水處理廠將產生大量下水污泥。以二級污水處理廠為例，請說明廢棄污泥的來源與組成為何？針對廠內污泥處理設施，請論述其主要功能及目的為何？最終在污泥處置或再利用上，請提出至少三種可行的方法。（25 分）
（25 分）
參考架構・破題
本題三小問是一條線：污泥從哪裡來、廠內各處理單元各自解決什麼問題、最後如何去化。答題宜以「減量、穩定化、無害化、資源化」四個目的串起整條污泥處理流程，最後提出三種以上處置或再利用方式。
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- 5
下水道爆炸事件在世界各地均有相關案例，請說明下水道管線中可能存在的易燃或有毒氣體之種類，以及產生的原因。下水道內硫化氫（H2S）對人體有毒性，並易造成下水管的腐蝕，請提出至少三種減少硫化氫生成的控制方法。（20 分）
（20 分）
參考架構・破題
本題上半問氣體種類與來源，下半問硫化氫的生成控制。答題應依「可燃爆性、毒性、缺氧性」三類列出氣體並說明其生成或進入管線的原因，再從加藥、水力與設計、源頭管制三個方向提出至少三種抑制硫化氫生成的方法。
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其他等別的「流體力學與水處理工程」
- 流體力學與水處理工程（高考三級）（14 題）
題目來源：考選部考畢試題查詢平臺（政府資訊公開資料）；參考架構為本站自撰，僅供準備方向參考，非官方標準答案。最後更新：。