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110年公務人員高等考試三級考試試題
類 科
：
水利工程
科 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：
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頁次：
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1
一、試以達西定律（Darcy’s Law）推導拘限含水層（confined aquifer）之穩定
水流量方程式，何謂滲透係數（coefficient of permeability &
transmissibility）？如何推求拘限含水層之滲透係數？（25 分）
二、建造一個高爾夫球場，需要維護草地之水資源，有三種替代方案，三種
方案皆有管線與抽水機設計，其中管線壽命 30 年，抽水機 10 年，抽水
機可經由替換使得方案壽命可延長為 30 年。三種替代方案所需的花費
列於下表： 單位：元
方案 A B C
初始抽水機成本 150,000 300,000 600,000
初始管線建造成本 300,000 300,000 450,000
年維護費 120,000 90,000 60,000
抽水成本/立方公尺 25 19 15
最佳化替代方案主要係根據每年灌溉高爾夫球場的抽水量而定。利率為
6%。試以抽水量範圍決定那個替代方案為經濟最佳方案。（25 分）
三、流入工業水處理廠的流量隨時間 t變化（其中 t以天為單位），如下所示。
2 sin 2
in
Q t
Mgal/day
試推求每天處理的廢水總量。廢水以 2 Mgal/day 的恆定速率進行處理，
所有的廢水將在每天被清除，試建立一個以 t作為控制變量的數學模型，
並推求儲水槽的尺寸。（25 分）
代號：
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四、鑄鐵之配水系統中含有配水管，某一段分為兩平行管（如下圖），直徑均
為50 cm，管 1長度（L1）為 1200 m，管 2長度（L2）為 2200 m；管 1
與管 2分別有不同控制流量開關閘閥（gate valve）之損失係數（Loss
coefficient）分別為 2與10。假設水密度為 1000 kg/m3、動黏滯係數
（dynamic viscosity）為 1.138×10-3 kg/m·s、鑄鐵管糙度（roughness）為
0.26 mm。若管流為完全紊流（fully turbulent flow），則摩擦因子（friction
factor）f為1 2.51
2log 3.7
D
f Re f
；若管流為層流（laminar flow），
則f為64
fRe
。試問管 1的流量為 0.8 m3/s，管 2的流量為何？試問此
配水系統每小時可輸送多少水量？（25 分）
管1
管2
L2
L1