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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35120
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。
下列計算各題所需之物理常數、符號、參數及公式等如未給時，請自行合理假設或推知。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、某水庫之供水原則為先滿足下游生態基流量，再滿足下游需水量，在供水的同時亦
進行水庫之污染監測，下表所列為不同時期之水庫入流量、下游需水量及水庫入流
之污染物濃度。試計算此水庫每個月之蓄水量及水庫水體之污染物濃度，若污染物
濃度之水質標準為 2（g/m3），則此水庫之水質有那幾個月份超過此水質標準？假
設此水庫初始蓄水量為 4500 萬立方公尺，水庫初始污染濃度為 1.5（g/m3）、最大
庫容為 12000 萬立方公尺、生態基流量每月皆為 100 萬立方公尺/月。【註：水庫放
水之污染物濃度可以該月水庫水體之平均污染物濃度估計】（20 分）
月份 水庫入流量
（萬立方公尺/月） 下游需水量
（萬立方公尺/月） 入流之污染物濃度
（g/m3）
1月 1300 500 1
2月 1300 500 1.5
3月 900 600 1.5
4月 800 600 1.5
5月 600 600 2
6月 600 700 2
7月 600 800 2
8月 800 800 1.5
9月 1000 600 1
10 月 1500 500 1
二、已知某河川之入流量歷線如下表所示，假設其初始出流量為 85 cms，X=0.2，K=2 hr，
試以馬斯金更法（Muskingum Method）計算出各時刻的出流量。（20 分）
（DtXK
CΔ5.0
0
+−
=，DtXK
CΔ5.0
1
+
=，DtXKK
CΔ5.0
2
−
−
=，
t
X
KKD Δ5.0
+
−
=
）
Time（hr）1 2 3 4
I（cms） 85 152 223 334
三、下列表格為某地區往後 30 年兩種可能供水方案，分別為建造成本及操作與管理成本。
請選出最低成本之供水方案，假設利率 0~10 年為 6%，10~30 年為 5%。（20 分）
建造成本（×103）
年 方案 I 方案 II
0 40,000 30,000
10 0 0
20 0 10,000
30 0 0
操作與管理成本
年區間 方案 I 方案 II
0-10 100,000 110,000
10-20 110,000 120,000
20-30 130,000 120,000
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年公務人員高等考試三級考試試題 代號：35120
類 科： 水利工程
科 目： 水資源工程學
全一張
（
背面
）
四、地下水超抽常易導致地層下陷，惟抽水對含水層的影響，會因含水層結構的不同而
有很大的差異。下圖為不同含水層示意圖，圖（A）為受壓含水層（Confined
aquifer）及其未抽水時之地下水位面，圖（B）為非受壓含水層（Unconfined aquifer）
及其未抽水時之總水頭高。若兩含水層單位面積抽水量皆為 0.2 m 時，試分別計算
如下圖所示各含水層於地表下 10 m 處，抽水前後有效應力之變化量。圖（A）受壓
含水層之貯水係數（Storage coefficient, S）為 0.01，圖（B）非受壓含水層之比流率
（Specific yield, Sy）為 0.1，且兩含水層之孔隙率皆為 0.15。（20 分）
10 m
圖（A） 受壓含水層示意圖
10 m
30 m
阻水層（Aquitard）
受壓含水層（Confined aquifer）
圖（B） 非受壓含水層示意圖
阻水層（Aquitard）
非受壓含水層（Unconfined aquifer）
阻水層（Aquitard）
6 m
五、下圖為一自來水管網示意圖，圖中 L為各管線長度，d為各管線管徑，
A
Q為節點
A之入流量，Q為節點 C之出流量，
C
E
Q為節點 E之出流量，
F
Q為節點 F之出流
量，Q為各管線之初始估計流量。請以 為初始值，以哈第克羅斯法（Hardy
cross）計算疊代兩次後各管線之流量值。（20 分）
0 0
Q
【註：水頭損失公式 2
52
28Q
gD
fL
KQhL⎥
⎥
⎦
⎤
⎢
⎢
⎣
⎡
==
π
，摩擦係數 02.0=
f
。】
L
=4000 m
d=1 m
L
=5000 m
d=2 m
L
=5000 m
d=0.8 m
L
=4000 m
d=1 m
L
=5000 m
d=1 m
L
=5000 m
d=1 m
L
=5000 m
d=1 m
D
A B C
EF
cmsQ 8.3
0
=
cmsQ 2.6
0
=
cmsQ 8.3
0
=
cmsQ 4
0
=
cmsQA10=
cmsQ 8.3
0
=
cmsQ 2.2
0
=
cmsQ 2.0
0
=
cmsQC2
=
cmsQE4
=
cmsQF4
=