水文學概要 申論題歷屆試題與參考架構
地方特考四等,民國 102~114 年共 13 份試卷、59 題,其中 46 題附參考答題架構。考這一科的類科:水利工程。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 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
某集水區面積為 200 平方公里,年平均降雨量為 2,000 mm,集水區出口處測站之年平均流量為 6 m³/s。若該集水區年地下水流出量為 50 百萬立方公尺。
(一)試求該集水區的年蒸發散量(mm)。(10 分)
(二)若該集水區興建一水庫,水庫水面積為 75 公頃。水庫鄰近氣象站蒸發皿測得的年蒸發量為 1,600 mm,蒸發皿係數為 0.85。請估算水庫興建後,對集水區年蒸發散量的增加量(mm)。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題為集水區水文平衡原理與水庫開發環境水文效應之經典計算題。考生應掌握水文連續方程式在閉合集水區與受水庫擾動後之水量質量守恆關係,並精確處理公制單位換算。
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- 2
某河川流量站有數十年洪水流量紀錄,經頻率分析該站年洪峰流量適合對數常態分布。數據取自然對數後之平均值為 7.2、標準差為 0.6。
(一)計算 50 年重現期的洪峰流量(cms)。(10 分)
(二)若該河段的通洪能力為 3600 cms,則此流量的重現期約為多少年?(15 分)重現期 T 與標準常態變數 KT 的關係如下表所示:重現期 T(年) 2 5 10 20 50 100 200 KT 0 0.84 1.28 1.64 2.05 2.33 2.58
(25 分)
參考架構・破題
本題是對數常態分布的頻率分析:先把流量取自然對數,對數值服從常態分布,再用頻率因子公式 y_T = μy + K_T·σy 正推設計洪峰、反推重現期。關鍵是記得最後要取指數還原成流量。
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- 3
某地區進行降雨強度-延時-頻率(IDF)分析,不同重現期的降雨強度公式如下:⋅ = (mm/hr)( + )其中 為降雨強度,T 為重現期(年) , 為降雨延時(分鐘), = 1200,= 25, = 0.8, = 0.25。該地區某一道路排水系統集水區面積 12 公頃、集流時間 25 分鐘、逕流係數 0.90、設計重現期為 10 年。
(一)計算 10 年重現期、25 分鐘延時的設計降雨強度(mm/hr)。(10 分)
(二)若該排水系統設計流量為 2.4 cms,反推該流量對應的重現期(年)為何?(15 分)
(25 分)
- 4
某山區集水區面積為 100 km²,平均坡度為 35%,主流長度為 26 km。該集水區設有三個雨量站 A、B、C,某次降雨事件的逐時累積雨量如下表:時間(hr) 0 1 2 3 4 5 6 A站 0 8 18 35 48 58 62 B站 0 12 26 45 60 70 75 C站 0 6 15 30 42 52 56已知三個雨量站的影響面積分別為:A 站 35 km²、B 站 45 km²、C 站 20 km²。該集水區的入滲量使用 Horton 入滲公式計算:= +( − )其中 = 3 mm/hr(最終入滲率), = 20 mm/hr( 初始入滲率),= 1.8 hr⁻¹(衰減係數)。
(一)利用徐昇多邊形法計算集水區各時段的平均降雨強度(mm/hr) 。(10 分)
(二)計算各時段的入滲率與有效降雨量。(10 分)
(三)計算該次降雨事件之總有效降雨深度(mm)與總直接逕流體積(m³) 。(10 分)
(30 分)
參考架構・破題
本題串連三個基本計算:徐昇多邊形法求面積平均雨量 → Horton 公式扣除入滲 → 有效降雨乘集水面積得直接逕流體積。題目給的坡度 35%、主流長 26 km 用不到,屬干擾資料。
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113 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
某集水區形狀為三角形,集水區內有 A、B 兩雨量站,集水區大小及雨量站位置如圖所示,其中雨量站 A、B 之月平均雨量(單位:毫米)如表所示,請以徐昇網法估計集水區之平均年雨量。(25 分)月份 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12月雨量20 30 40 60 95 120 135 240 330 60 40 30(A 站)月雨量15 25 50 65 100 140 130 220 340 50 40 20(B 站)
(25 分)
參考架構・破題
本題考徐昇網(徐昇多邊形)法:以兩站連線的垂直平分線切割集水區,求各站控制面積比例,再乘以各站年雨量加權。關鍵是由圖讀出兩站位置並算出三角形被切出的面積。
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- 2
某河段具有 25 年的觀測流量紀錄,經統計得知年洪峰流量之平均值為3000 m3/s,年洪峰流量之標準偏差為 600 m3/s;試問此河段在下一個 5 年內,發生超過 10 年重現期之洪水的機率為何?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題核心在於考驗考生對「重現期定義」與「水文風險機率模型」的本質理解。題目給予之洪峰流量平均值與標準偏差為水文統計常見之干擾資訊,求解未來年限內超越特定重現期之機率僅需應用二項分佈水文風險公式。
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- 3
有一抽水井打入深度為 20 m 之自由含水層,含水層之平均滲透係數為0.015 m/min,經啟動抽水機以 3 m3/min 的流量抽水 2 小時後達到平衡,於距離水井 20 m 的觀測井觀察到地下水位的洩降為 3.2 m,試推求距離水井 80 m 的地下水位洩降。 (25 分)[參考公式: Q K (h22 h12 ) /ln (r2 /r1 ) ]
(25 分)
參考架構・破題
本題為自由含水層穩態抽水的 Dupuit–Thiem 公式應用:利用已知流量、滲透係數與一口觀測井的水位,推求另一距離的水位與洩降。參考公式為 Q = πK(h2² − h1²)/ln(r2/r1)。
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- 4
某攔河堰位址具有 25 年的長期日流量觀測紀錄,將流量觀測紀錄由大至小排列後,建立流量延時曲線為 Q 123/ (100 T )0.5 10,其中 Q 為日流量(m3/s),T 為某流量所對應的超越機率;請問於長期平均而言,該攔河堰位址在 1 年當中,流量小於 4.7 m3/s 之日數?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題考流量延時曲線的意義與應用:曲線給出流量 Q 與超越機率 T 的關係,求出 Q = 4.7 m³/s 對應的超越機率,再以 1 − 超越機率換算一年中流量小於該值的日數。
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112 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
近年來臺灣因受氣候變遷的影響,造成降雨型態及時間與空間分布的改變,未來暴雨或持續性枯旱將漸成為常態。政府已加速推動新興多元水源利用,增加乾旱時水源調度彈性,而其中伏流水開發在這幾年抗旱時扮演重要水源供應的角色。試說明開發伏流水時,其潛力場址上應須考慮的水文與地文條件因子?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
伏流水為流動於河床透水層砂礫石孔隙中的地下水流,具備水質潔淨、濁度低、施工期短與調度彈性大等特性。開發評估需統整考量水文補注動態與地文蓄水地質架構兩大核心條件。
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- 2
試說明何謂河川水位率定曲線?河川水位率定曲線在水利工程上有何應用?河川水位率定曲線有誤差發生時,應如何校正之?延伸河川水位率定曲線有那些方法?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
河川水位率定曲線為水文觀測中將連續水位紀錄轉化為流量資訊之關鍵技術橋樑。本題涵蓋其定義、水利工程應用、觀測誤差校正機制及外延方法四大面向,考生應系統性逐項鋪陳。
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- 3
某一集水區在其雨季的平均降雨深度(cm)為一隨機變數(random variable),以 x 表示之,其機率密度函數(probability density function)x f ( x) 具有以下形式: f ( x ) ( 0 x 20 cm)。該機率密度函數為對稱型式,且在 x 0~40 cm 間為一個等腰三角形。試寫出 20 x 40 cm間的機率密度函數?試計算明年雨季降雨深度不會超過 10 cm 的機率?試計算未來三年雨季降雨深度 25 cm 的機率?(25 分)
(25 分)
- 4
某一集水區其二小時延時之單位歷線U (2, t ) 如下表所示:時間(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14流量(cms) 0 8 18 28 38 46 50 42 34 23 12 9 6 2 0若此集水區降下兩場各延時為 1 小時之雨量,其累積降雨深度為:時間(hr) 1 2累積降雨深度(cm) 1.8 3已知入滲 指數為 2 mm/hr,河川基流量為 2 cms,試計算該集水區由於此降雨事件所形成之洪峰流量及洪峰到達時間?(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題給 2 小時單位歷線,但降雨是兩場各 1 小時的雨量,延時不一致,嚴謹作法是先用 S 曲線把 2 小時單位歷線轉成 1 小時單位歷線,再扣除 Φ 指數得有效雨量後線性疊加,最後加回基流量求洪峰。
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111 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
利用 S 曲線法轉換推估不同降雨延時的單位歷線。某集水區一小時延時,一公分有效雨量衍生的 S 曲線如下表所示:
(一)推算該集水區的面積(平方公里) 。(5 分)
(二)兩小時延時,一公分有效雨量的單位歷線。(10 分)
(三)某次暴雨共六小時,分成三場兩小時降雨事件的有效雨量分別為1.0 cm、2.0 cm、2.0 cm,該場暴雨的尖峰流量為多少 cms?(10 分)時間(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 S-曲線(cms) 0 10 30 60 84 102 114 120 120 120 120
(25 分)
- 2
在河川下游平直河段可以採用曼寧公式推估河川流量。水利局在上中下游設置水位觀測站,各站間距 150 公尺。第一次觀測配合浮標法估算中間點的流量,上游水位高程 125.31 公尺、中游水位高程 124.80 公尺、下游水位高程 124.10 公尺,推算的流量為 154 cms。第二次觀測的結果上游水位高程 125.69 公尺、中游水位高程 124.80 公尺、下游水位高程124.00 公尺。如果河川斷面、水力條件亦無明顯變化,第二次的流量應為多少 cms?(15 分)
(15 分)
參考架構・破題
本題為水面坡降面積法結合曼寧公式推估河川流量之水理水文計算題。關鍵在於辨識中游水位未變且斷面水力條件相同之物理前提,推導出流量與水面坡降平方根成正比之簡化關係。
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- 3
在暴雨洪水過後數天逕流歷線受到土壤含水層流出的控制,而且遵守指數型的衰減公式 [Qt Q0 exp ( kt)] ,其中 Q0 為常數、k 為退水曲線遞減係數。已知某流量站連續多天的觀測流量如下表:
(一)請推算該段時間內的衰減係數 k(1/day)。(5 分)
(二)推算 10 月 15 日的流量(cms)。(10 分)
(三)用積分法計算 10 月 1 日之後可能流出的總體積(立方公尺) 。(10 分)Date(月/日) 10/01 10/02 10/03 10/04 10/05 10/06 10/07 10/08 10/09 10/10流量(cms) 65 61 56 52 49 45 42 39 36 33
(25 分)
參考架構・破題
本題考退水曲線的指數衰減模式 Qt = Q0·e^(−kt):由觀測資料以對數線性關係求 k,再外推未來流量,最後對指數函數積分得到退水期總出流體積(地下水蓄水量)。
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- 4
一場暴雨觀測雨量如下表所示,若知該次暴雨產生的直接逕流體積恰為一百萬立方公尺,集水區面積為 50 平方公里。請估算集水區在該次暴雨的 Φ 入滲指數(mm/hr)。(15 分)時間(小時) 0 1 2 3 4 5 6 7 8累積雨量(mm) 0 2 5 18 27 35 41 44 45
(15 分)
- 5
自由含水層定量未抽水前,地下水位到不透水層的高度為 30 公尺。抽水達到穩定後的流量為 0.02 cms,管理單位距抽水井 R1 = 100 公尺和R2 = 200 公尺觀測井得到的水位洩降分別為 Δh1 = 1.2 公尺,Δh2 = 0.8公尺。
(一)推估該地的水力傳導係數 K(公尺/秒) 。(10 分)
(二)該抽水井的影響範圍 R∞(公尺)。(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題為地下水文定常流抽水試驗之經典考題,屬於自由(無壓)含水層範疇。解題核心為正確應用杜卜伊(Dupuit-Thiem)自由含水層井流公式,先由兩觀測井資料求取水力傳導係數,再進一步推估抽水影響半徑。
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110 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請敘述下列名詞之意涵:(每小題 5 分,共 20 分)
(一)入滲Φ指數(Φ index)
(二)河川密度(Stream density)
(三)基流量(Base flow)
(四)產砂量(Sediment yield)
(20 分)
參考架構・破題
本題涵蓋入滲水力、流域地文形貌、河川水文歷線及泥砂搬運四個水文學基礎核心名詞。作答應以簡明之學理定義切入,輔以數學物理公式與水文工程實務應用,分點精確作答。
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- 2
5 年重現期的洪水在未來 20 年皆不發生的機率為何?(10 分)未來 25年會發生的機率為何?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考核水文統計學中極值事件發生機率與水文風險之計算。解題關鍵在於由重現期求得年超越機率,並利用二項機率分布之獨立試驗性質,分別計算連續年限皆不發生之機率與在指定期間內至少發生一次之工程風險。
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- 3
一流量站的 3 小時單位歷線如下,請利用 S 曲線推求 2 小時的單位歷線。(20 分)時間(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11流量(m3/s) 0 75 180 280 220 220 140 60 30 15 5 0
(20 分)
參考架構・破題
本題考 S 曲線法延時轉換:由 3 小時單位歷線累加位移建 S 曲線,再錯開 2 小時相減並乘以 3/2,得到 2 小時單位歷線。本題資料會讓 S 曲線出現振盪,能指出並修正是拉開分數的地方。
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- 4
試推導 Muskingum 方程式,並說明參數 K 及 X 如何決定。(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
馬斯金格(Muskingum)法為河道洪水演算中最經典之水文學模式。本題要求推導其核心差分遞迴方程式,並闡述蓄水常數 K 與權重係數 X 之決定途徑。考生須展現連續方程式差分化之嚴謹推導與參數率定原理。
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- 5
河川流量量測通常利用流速儀,當水深大於 0.6 m 以上,通常利用兩點法推估垂線的平均流速,何謂兩點法?為何可以利用垂線上這兩點的流速推估垂線平均流速?(20 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題探討河川流速儀量測中垂線流速分佈理論與「兩點法」之水理依據。解答核心在於闡明兩點法在水面下相對水深位置之定義,並由開渠紊流對數流速剖面與數值積分對稱性,嚴謹論證兩點平均值何以精確逼近垂線平均流速。
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109 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試繪圖並解釋下列現象:
(一)土壤在濕潤與乾燥過程之遲滯(Hysteresis)現象。(10分)
(二)土壤水有那幾種?在不同季節因降雨量不同土壤水的變化。(15分)
(25 分)
- 2
試說明拘限含水層(confined aquifer)與非拘限含水層(unconfined aquifer)之定義及其水理特性之差異。(25分)
(25 分)
- 3
某一集水區,其面積為4 km2,平均年流量為0.25 cms,平均年降雨量為2500 mm,假設地下水年儲存量沒有變化,請用水平衡算出該集水區年平均蒸發散量。(25分)
(25 分)
- 4
某流域發生連續三場延時各為1小時之連續降雨,其有效雨量分別為2 cm、3 cm、1 cm 的暴雨後,河川的直接逕流歷線如下所示,求該流域1小時單位歷線?今有一場1小時之暴雨,有效雨量10 cm 河川的基流量10 cms,試問洪峰流量為何,洪峰發生在第幾小時?(25分)時間(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Q(cms) 0 6 23 50 88 112 97 61 30 11 2 0
(25 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
108 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請回答下列問題:(每小題 10 分,共 30 分)
(一)入滲係數(infiltration coefficient)與入滲指數(infiltration index)有何不同?
(二)何謂水頭(water head)?何謂歷線(hydrograph)?
(三)井平衡公式中(well equilibrium equation),「平衡(equilibrium)」之定義為何?又水文系統中所謂分佈系統(Distributed System)之意義為何?
(30 分)
- 2
某集水區可劃分如下 A、B、C、D 之子集水區,由各子集水區水流到達集流點 G 之時間如下表所示,今若有一強度 i 為 0.5 cm/hr、延時為 5hr之均勻降雨降於全集水區上,逕流係數 C 假定皆為 0.8,試利用合理法公式推求集流點處之流量歷線(cms)?(25 分)子集水區 A B C D面 積(ha) 100 200 300 100到達集流點 G 之時間(hr) 1 2 3 4提示: Q P = C × i × A
(25 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 3
某一土樣做定水頭滲透試驗得以下資料:土樣直徑=10.45 cm 土樣長度=10 cm 定水頭差=20 cm 測定水溫=28℃測定開始時刻=14:30 測定結束時刻=14:50 獲取之水體積=118 cm3試求在水溫 28℃時之滲透係數(coefficient of permeability)K(m/min)之值?(20 分)Vol L提示: K = Vol :表在 t 時間內流經之水體積 H:定水頭差tAH L:土樣長度 A:表土樣截面積
(20 分)
- 4
某集水區為從事易淹水地區水患治理計畫,今由 75 年之年洪峰流量(cms)歷史數據作水文統計分析,其結果表示如下表:試以 Log-Pearson III 型分佈推估復現期 Tr 為 100 年之洪峰流量 Q100(cms)?(25 分)對數數據 復現期 Tr=100yr平均值 4.2921 偏態係數 K 值(type III deviate)標準偏差 0.1290 -0.1 2.252偏態係數 -0.1240 -0.2 2.178提示: = +K
(25 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
107 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
說明(一)入滲容量與實際入滲率關係,何時兩者相等?(10 分)(二)潛勢能蒸發散量與實際蒸發散量之關係,何時兩者相等?(10 分)
(20 分)
- 2
說明下列土壤物理特性:(每小題 5 分,共 20 分)
(一)孔隙率(Porosity)。
(二)田間保水容量(Field Capacity)。
(三)凋萎點(Wilting Point)。
(四)土壤水分滲漏(Percolation)與土壤物理特性關係為何?
(20 分)
- 3
有一湖泊面積為 10 km2,在 6 月下雨量為 164 mm ,流入湖泊流量 1.2 m3/秒,流出湖泊的流量為 1.1 m3/秒,在這個月觀測到湖泊水位上升 100 mm。假設湖泊沒有側流與地下水的流入或流出,試問湖泊在這個月的蒸發量為何?(20 分)
(20 分)
- 4
下表為一集水區下雨 10 分鐘(min)之流量歷線,已知基流量為 0.01 m3/秒與有效雨量為 5 mm,試問:(每小題 10 分,共 20 分)
(一)集水區面積為多少公頃?
(二)如下一場 20 分鐘延時總有效雨量為 10 mm,試問流量為何?時間(分鐘 min) 0 10 20 30 40 50 60流量(m3/秒) 0.01 0.11 0.11 0.21 0.01 0.01 0.01
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 5
在排水設計中常利用合理化公式來決定尖峰流量,試回答下列問題:
(一)畫圖說明降雨強度-延時-頻率曲線。(5 分)
(二)如何決定合理化公式裡的設計暴雨強度?(10 分)
(三)若希望連續兩年均發生排水不及淹水之機率不要超過 1%,試問設計暴雨應採用重現週期至少為何?(5 分)
(20 分)
106 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
試述下列名詞之意涵:反照率(Albedo)、都市熱島效應(Urban heat island effect) 、太陽常數(Solar constant)、暫棲水(Perched water)、合理化公式(Rational formula)。(25 分)
(25 分)
- 2
降雨延時、總降雨量、尖峰降雨強度均相同,僅尖峰降雨強度發生位置不同之 A(前峰型降雨)、B(中央型降雨)、C(後峰型降雨)三種類型降雨,若降在土壤水分及現地條件完全相同之同一集水區時,試比較說明那一型降雨較不易釀成水災,其原因為何。(25 分)
(25 分)
- 3
降雨事件過後在河川某處進行調查可知洪峰發生時之水位高、河床斷面、河床坡降與河床粗糙程度等,若加上河川調查處之集水面積及雨量站紀錄,請問基於上述數據要如何推估該場降雨事件的逕流係數。(25 分)
(25 分)
- 4
某集水區發生連續且降雨延時均為 2 小時之兩場降雨強度分別為 60 mm 及 80 mm,所造成之逕流歷線如下:時間(hr):0, 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16;河川流量(cms):25, 125, 375, 485, 385, 265, 135, 55, 25。假設降雨損失率 Φ = 10 mm/hr,河川基流量為 25 cms,試求由 10 mm 有效降雨,降雨延時 2 小時之單位歷線 U(2,t)(cms)。(25 分)
(25 分)
參考架構・破題
本題是「多場連續降雨反推單位歷線」的典型計算題:先以Φ指數扣除損失求有效雨量,再扣基流量得直接逕流歷線,最後以離散褶積逐步反算(逐步消去法)求U(2,t)。
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105 年(考試時間 120 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請回答下列問題:
(一)如何利用徐昇氏法決定無雨量站位置之雨量?(10 分)
(二)何謂積水開始時間(Ponding time)?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
第一小題考空間雨量推估中的徐昇氏法(Thiessen polygon)如何用於無站點位置;第二小題考入滲理論中地表開始積水的時間,兩題都要先給定義、再說明方法或公式。
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- 2
(一)氣候變遷應變分成減緩(Mitigation)與調適(Adaptation)措施,試分別說明兩者內涵為何?(10 分)
(二)國際常用推估未來氣候工具為何?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
氣候變遷因應有兩條主軸:減緩處理「成因」(減少溫室氣體),調適處理「衝擊」(降低脆弱度、提升韌性);推估未來氣候則以全球氣候模式配合排放情境與降尺度為核心工具。
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- 3
降雨強度-延時-頻率(Intensity-Duration-Frequency curve, IDF)曲線之五年重現週期資料如下表。若要接入現有排水系統之五年重現週期之尖峰流量不得超過 0.2 cms。已知都市某一開發基地排水面積為 10,000 平方公尺,整地後坡度所決定漫地流流速為每分鐘 2 公尺與最長逕流長度為 60 公尺。外水不會流入此區域。利用合理化公式進行設計,若視為單一土地類別,試問此區域逕流係數設計最大值是多少?(20 分)延時(小時) 0.5 1 2 3 6降雨強度(mm/小時) 120 118 115 113 105
(20 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 4
(一)已知 2 小時延時之單位歷線 U(2, t),畫圖說明如何推求 6 小時延時之單位歷線U(6, t)?(10 分)
(二)若有兩場 2 小時延時之不連續降雨,中間間隔 1 小時,有效雨量深度分別為 P1 與P2,利用 U(2, t)、P1 與 P2 推估此降雨事件之流量歷線?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
本題考單位歷線兩大應用:由短延時推長延時(延時為整數倍時用位移疊加法,一般情形用 S 曲線法),以及多場不連續降雨以線性疊加(褶積)求流量歷線。兩小題都要畫圖。
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- 5
(一)綠屋頂是節能與蓄留雨水的主要措施,試說明綠屋頂如何蓄留雨量?(10 分)
(二)最多蓄留雨量如何決定?(10 分)
(20 分)
參考架構・破題
綠屋頂屬低衝擊開發(LID)設施,藉植生、介質土壤與排水蓄水層截留雨水並以蒸發散回歸大氣;最大蓄留量取決於各層可蓄水空間,即介質的有效持水能力加上蓄排水層容量。
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104 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請試述下列名詞之意涵並定義單位:(每小題 5 分,共 10 分)
(一)田間含水量(field capacity)
(二)比出水量(specific yield)
(10 分)
- 2
徐昇多邊形法(Thiessen Polygon Method)常被用來推估集水區之面積平均降水,請以數學計算式說明此方法如何計算,同時定義所列計算式之變數如何取得與其單位,並說明此方法之基本假設為何?(25 分)
(25 分)
- 3
在某一水庫水面觀測得到淨輻射量為 330 W/m2,若包文比(Bowen Ratio)為 0.5,且忽略水體移動的熱影響,試以能量平衡法計算水庫的蒸發率為多少 mm/day?提示:1 公克水蒸發需要 2454 焦耳(joule)。(20 分)
(20 分)
- 4
某一集水區面積為 32.4 km2,有一場 2 小時暴雨(每小時降雨強度皆為 1.4 cm/hr)產生之總逕流歷線如下表,假設基流為定值 5 cms,試推求(一)此集水區的 2 小時單位歷線(20 分)(二)入滲指數Φ為多少 cm/hr?(5 分)(提示:總逕流的數值積分可採矩形法)T(hr) 0 1 2 3 4 5 6 7 Q(cms) 5 15 55 65 40 20 15 5
(25 分)
本題含圖表或公式,請對照原卷 PDF。
- 5
有一均質自由含水層,抽水量為 10 m3/min,經長時間抽水後,在離抽水井 50 m 處之觀測井水深為 50 m,而在離抽水井 100 m 處之觀測井水深為 60 m,試求此含水層之水力傳導係數 K 為多少 m/day?(20 分)
(20 分)
103 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
請回答下列問題:(每小題 10 分,共 20 分)何謂直接逕流歷線(Direct Runoff Hydrograph)?何謂機率紙及其功能?
(20 分)
參考架構・破題
兩小題分屬逕流分析與水文頻率分析:直接逕流歷線是總流量扣除基流後由有效降雨產生的部分;機率紙是將特定機率分布轉成直線的繪圖紙,用以檢定分布適合度與推估設計值。
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- 2
已知某集水區 1 小時單位歷線 U(1,t)如下表:時間(hr) 0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 U(1,t) 0.0 6.0 17.0 36.5 29.0 22.5 16.0 8.5 0.0 (cms/mm)試推求該集水區 3 小時之單位歷線 U(3,t)。(15 分)
(15 分)
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- 3
假設某排水區域其集水面積為 150 公頃,逕流係數為 0.7,漫地流時間為 50 分鐘,渠流時間為 10 分鐘。若其設計洪峰流量為 16.05 cms,試推求:設計降雨延時(小時)。(5 分)設計降雨強度(mm/hr)。(10 分)
(15 分)
- 4
某小型集水區之等時線如下圖,且其地文資料如下表:區塊 面積I 40 分鐘 逕流係數(公頃) 30 分鐘 I 50.0 0.65 II II 65.0 0.70 20 分鐘III III 60.0 0.70 IV 10 分鐘IV 45.0 0.75 506.5若 10 年重現期之降雨強度-延時之關係為 I ;(t 5.5) 0.52其中,I:mm/hr;t:分鐘。試推求設計尖峰流量。(20 分)(背面)等 別: 四等考試
(20 分)
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- 5
假設臺灣南部地區某雨量站近 20 年來 10 月至 12 月之降雨量如下表:民國(年) 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92降雨量72.0 76.5 120.0 132.0 21.0 25.5 138.0 13.5 90.0 40.5 (mm)民國(年) 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102降雨量136.5 213.0 82.5 255.0 352.5 63.0 312.0 289.5 19.5 61.5 (mm)且此雨量資料滿足二參數之對數常態分布(Log-Normal Distribution);由於今年降雨量明顯偏少,恐有極端乾旱之虞,試推求:平均值。(7 分)變異數。(8 分)今年 10 月至 12 月降雨量小於 10.0 mm 之機率。(15 分)註:常態分布之機率表如附表所示。1 -z 2 e z P(z) 2 dz附表 P(z) 2π 0 0 z
(30 分)
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102 年(考試時間 90 分鐘) 原卷 PDF
- 1
某一河川水流的平均入流量為 17 m3/sec,平均出流量為 12 m3/sec,若已知時間 t 時,其儲蓄量為 16500 m3,請問經過一小時後,該河川水流的儲蓄量為何?(20 分)
(20 分)
- 2
某流域的形狀如下圖所示,請推求該流域:(每小題 5 分,共 15 分)
(一)面積 L L
(二)形狀因子 60° 60°
(三)圓比值60°河
(15 分)
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- 3
某地 10 年降雨紀錄如下表,請用 Gumbel 極端值分布,推導重現期距 100 年之降雨量(mm)。(30 分)時間(年) 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65雨量(mm) 401 254 422 561 438 588 200 415 207 239 6⎡ ⎛ T ⎞⎤ **提示:Gumbel 極端值分布頻率因子(KT) = − 0. 5772 + ln ⎜ ln ⎟ π ⎢⎣ ⎝ T − 1 ⎠⎥⎦
(30 分)
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- 4
下圖中之土壤滲透係數 KA = 0.5 cm/sec,KB = 0.05 cm/sec,若土壤的總斷面積為120 cm2,求滲流量 Q(cm3/sec)為何?(20 分)140 cm A 15 cm 70 cm B 24 cm 50 cm
(20 分)
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- 5
於 50 年的雨量紀錄中,大於等於 80 mm/day 之雨量強度者有 200 次,其中大於等於300 mm/day 者占 6%,求大於等於 300 mm/day 雨量強度之重現期距為何?(15 分)
(15 分)
參考架構・破題
本題考的是部分延時序列(超量序列)的重現期距計算:先求出「大於等於 300 mm/day」事件在 50 年中出現的次數,再以「紀錄年數÷超越次數」或「年平均事件數×單次超越機率」的倒數求重現期距。重點是寫清楚定義、公式與每一步數字,最後補充與年最大值序列的差別。
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其他等別的「水文學概要」
- 水文學概要(普通考試)(63 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:。