111年 專技高考 水利工程技師｜歷屆考題全文（機器抽取）
111年專門職業及技術人員高等考試建築師、31類科技師(含第二次食品技師)、大地工程技師考試分階段考試(第二階段考試)暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試水利工程技師類科歷屆試題，含水文學、水資源工程與規劃、大地工程學（包括土壤力學、基礎工程與工程地質）等 6 科。
共 6 份考卷｜資料來源：依政府資料開放授權條款（OGDL）第 1 版利用，資料集：考選部歷屆試題（data.gov.tw dataset 170565），111 年。
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水文學
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00210
頁次：
2
－
1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
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
※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。
-
一、若某區域之空氣溫度為 25 ℃，水溫為 15 ℃，水面 25 ft 高度的風速 v 為 10 mile/hr ，試求相對濕度 20% 及 30% 之日蒸發量，及相對濕度由 20% 提 高至 30% 時，日蒸發量之變化；下表為不同溫度下之飽和汽壓。 （ 20 分）
提示：試以 Meyer 公式推求日蒸發量： s a v E 0.36(e e ) 1 10
（ E 的單位 in/day ； es 和 ea 的單位： in/Hg ； v 的單位 mile/hr ）
-
二、某區域開發面積為 2 公頃，開發前後土地利用狀態變化及不同土地利用 對應之 CN 值如下表所示；若在該區域發生一場降雨延時 3 小時，累積 雨量 150 mm 之暴雨，試求開發前後有效降雨量變化。 （ 20 分）
-
三、某一非限制含水層之右邊界為一無限長之垂直不透水邊界，該含水層置 有一抽水井及 I 、 II 兩觀測井，三井之水平連線與不透水邊界垂直，抽水 井、 I 井及 II 井至不透水邊界之水平距離分別為 60 m 、 30 m 及 10 m 。 假設含水層之水力傳導係數為 20 m/day ，當抽水井以 2000 m 3 /day 抽水， 長時間後在 II 井之水位為 15 m ，試求 I 井之水位；另試問若此垂直不透 水邊界不存在時，兩觀測井水位會上升或下降。 （ 20 分）
座號：
-
四、某流域內發生一場延時 3 小時、降雨強度 3 cm/hr 之有效降雨，河川基 流量為 10 cms ，試以單位歷線法推求該場降雨造成之流量歷線及尖峰流 量；下表為延時 2 小時有效降雨之單位歷線。 （ 20 分）
-
五、某堤防以 10 年重現期（ return period ）為設計標準，試問：
-
堤防 5 年內至少發生一次溢堤之機率為何。 （ 5 分）
-
試論述在氣候變遷之影響下，相同的堤防設計標準對溢堤發生風險之 影響，並提出防洪工程除了提高設計標準以維持安全性之外，其他工 程或非工程手段之建議。 （ 15 分）
| 溫度（℃） | 15 | 25 |
|---|---|---|
| 飽和汽壓（ cmHg ） | 1.5 | 2.5 |
| 土地利用 | 建築用地 | 農業用地 | 林牧用地 |
|---|---|---|---|
| 開發前面積比例 | 10% | 30% | 60% |
| 開發後面積比例 | 70% | 20% | 10% |
| CN | 95 | 55 | 35 |
| 時間（ hr ） | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| U(2, t) （ cms ） | 5 | 10 | 30 | 40 | 50 | 40 | 20 | 15 |
水資源工程與規劃
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00220
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
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
※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。
-
一、試說明溢流溢洪道（ overflow spillway ） 、豎井溢洪道（ shaft spillway ）及 虹吸溢洪道（ siphon spillway ） ，其特性與設計要點及適用時機。 （ 20 分）
-
二、某一新市鎮規劃為住宅區與綠地且分別集中設置，若已知某場暴雨之入 滲率與降雨強度如下表，住宅區與綠地之 1hr 單位歷線如下圖，試求： （ 20 分）
-
住宅區與綠地之排水面積（ km 2 ）？
-
該場暴雨所造成流域出口處之尖峰逕流量（ m 3 /sec ）？
-
若此尖峰流量擬以單一管路重力排除，已知管路設計流速為 8m/sec ， 管路設計直徑為何（ m ）？
入滲率與降雨強度一覽表
2hr
3hr
住宅區
0
5
2
1
3
4
座號：
6 m 3 /sec
3hr
3hr
綠地
0
3
6
1
2
4
5
-
三、某一地區洪水災害的重現期（ return period Tr ） ，對災害損失與結構物年 投資成本關係，如下表所示，試問： （ 20 分）
-
最佳的設計重現期是多少年？
-
投資成本及風險成本之比例分別為多少（ % ）？
-
四、某一預測站 10 年來的最大流量紀錄如下，請以甘保分布（ Gumbel distribution ）及韋伯（ Weibull ）序位法，計算重現期（ return period ） 50 年發生一次之洪水量 m 3 /sec ？（ 20 分）
-
五、水力發電為一潔淨且能及時啟動之發電方式，為提升水資源之有效利 用，今設計一揚程（進水口與尾水為之高差）為 260 m 高之抽蓄發電廠， 發電、抽水之水量均為 10 cms ，每次連續運轉時間為 6 小時，試求：
（ 20 分）
-
發電時發電量
-
抽水時所需之電量
-
抽蓄發電廠之效率
-
調整池之容量
| 時間 t （ hr ） | 0-1 | 1-2 | 2-3 |
|---|---|---|---|
| 入滲率（ cm/hr ） | 1.3 | 0.5 | 0.5 |
| 降雨強度（ cm/hr ） | 1.3 | 2.5 | 3.5 |
| Tr （年） | 1 | 2 | 5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 50 | 100 | 200 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 損失（ 10 3 元） | 0 | 20 | 60 | 140 | 180 | 220 | 260 | 340 | 460 | 560 |
| 年投資成本（ 10 3 元） | 0 | 4 | 16 | 24 | 26 | 28 | 32 | 36 | 50 | 70 |
| 年 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 流量 （ m 3 /sec ） | 457 | 254 | 432 | 584 | 432 | 584 | 243 | 457 | 229 | 275 |
大地工程學（包括土壤力學、基礎工程與工程地質）
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00230
頁次：
1 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
等
別：高等考試
類
科：水利工程技師
科
目：大地工程學（包括土壤力學、基礎工程與工程地質）
考試時間：
2 小時
※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。
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一、下列為土壤力學與工程地質常用到名詞或問題，請解釋說明之： （ 20 分）
-
土壤通常根據其主要顆粒尺寸的大小分成那四種土壤 （請寫出中英文） 。
-
請寫出當今兩種大地工程領域常用而且比較複雜之分類系統，這兩種 系統都同時考慮粒徑分布與阿太堡限度。
-
請說明阿太堡限度包含那些限度，又塑性指數（ PI ）如何計算。
-
二、利用無限邊坡理論進行順向坡邊坡穩定分析，考慮穩態滲流情形，請寫 出順向坡邊坡之安全係數公式（請自行定義並說明公式中之變數） 。 （ 20 分）
-
三、依據 Rankine 主動土壓力理論，寫出 Rankine 主動土壓力公式與有效凝 聚力為零時之 Rankine 主動土壓力係數。 （ 20 分）
-
四、正常壓密黏土土樣進行三軸壓密排水試驗，試體破壞時之圍壓為 250 kN/m 2 ，軸差壓力為 200 kN/m 2 ，請計算： （ 20 分）
-
土樣破壞時之破壞面與最小主應力面之夾角；
-
土壤之有效摩擦角；
-
破壞面上之有效正向應力與有效剪應力；
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最大剪應力面上之有效正向應力。
-
五、為測定一擾動土樣之水力傳導係數進行落水頭試驗，已知以下土樣長度 為 200 mm ，土樣橫斷面積為 1000 mm 2 ，細豎管之橫斷面積為 50 mm 2 ， 試驗時間在 0 秒時之水頭差為 500 mm ，試驗時間在 120 秒時之水頭差 為 250 mm ，請決定此擾動土樣之水力傳導係數。 （ 20 分）
座號：
渠道水力學
下載：題目
官方不公布申論答案
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00240
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111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
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
※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。
-
一、現有一寬為 5.0 m 之矩形坡度極緩渠道，其流量為 20.0 CMS ，水深為 2.5 m ，下游端考量腹地未來發展需求而重新規劃調整，因此規劃利用漸 變方式於下游河道寬收縮為 4.0 m ，同時抬升底床高度。假設無能量損 失情況下： （ 25 分）
-
試分析抬升底床高度為 0.45 m 時，上游及漸變段後下游之流態及水位 高程。
-
試分析抬升底床高度為 0.65 m 時，上游及漸變段後下游之流態及水位 高程。
-
二、一下射式閘門（如圖 1 ）設置於水平且寬為 4 m 之矩形渠道，閘門上游 y1 水深為 3.6 m ，閘門開口為 1.2 m ，閘門開口水流收縮係數等於 0.75 ， 請求出流量以及作用於閘門上的力？（ 25 分）
座號：
三、請回答下列問題： （ 25 分）
-
請說明變積流的定義及其分類。
-
請說明變量流的分類及其計算分析時處理的原則。
-
一矩形明渠渠道設有提升式閘門，渠道寬度為 10 公尺，提升式閘門上 游側水深 8 公尺，下游測水深 4 公尺，求閘門開度各為 1 公尺及 2 公 尺時之出流水量。圖 2 為流量係數圖。
C
H/a
自由流
h'
10
a
潛流
h'
a
H
四、請回答下列問題： （ 25 分）
-
請說明湧浪的分類。
-
提升式閘門（ sluice gate ）如圖 3 所示。當閘門上移時，請說明閘門上 游側及下游側所形成湧浪的名稱、方向與絕對速度（請以 Vw 及 C 以 及 V1 或 V2 表示） ，並繪圖說明之。湧浪的絕對速度及相對速度分別為 Vw 及 C 。
-
當閘門於極短時間內突然關閉，所產生之波傳至上游，請說明此時之 湧浪的絕對速度 Vw ， （請以 y1 、 y2 和 V1 表示） 。閘門上游原始水深及 流速分別為 y1 及 V1 、發生湧浪後的上游水深及流速為 y2 及 V2 。
V1
V2
V1
、
V2
為未受干擾前之流速
流體力學
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00250
頁次：
3 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
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
※注意：
可以使用電子計算器。
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-
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。
- 一、考慮如下圖所示之垂直紙面寬度為 10 公尺之矩形閘門，其經繩索與滑輪 與具質量 M = 1000 kg 之質量塊相連。閘門同時與密度為 = 1000 kg/m 3 之水體接觸。若閘門長度 L = 10 公尺、平衡角 = 60 ，找出維持閘門於 圖示之靜平衡狀態所需之水體高度 d 。 （ 20 分）
- 二、今有某大車被其內而出之噴射水流推動前進，如下圖所示，且大車位水 平面。令大車於移動過程中所有阻抗可被忽略，且大車內部被加壓致噴 射水流之速度 V 與截面積 A 為常數、大車內水之初始質量為 M0 、密度 為 ，找出大車由靜止起之速度與時間之關係式 U ( t ) 。 （ 20 分）
座號：
-
三、考慮如下圖所示於斜板之不可壓縮牛頓流體流動，其密度 與動力黏性 可被設為常數。假設此流動為二維且遠離其啟動位置，故其可被近似 為穩態且完全發展層流，即流體沿 x 方向速度分量 u = u ( y ) 。令流體厚度 h 為常數，試求： （ 20 分）
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使用連續方程式找出流體於 y 方向之速度分量 v 。
-
使用納維爾 -史托克方程式（ The Navier-Stokes equation ）找出流體於 x 方向之速度分布 u ( y ) 。
- 四、考慮如下圖所示之水體於漸縮管流動， 1 點與 2 點間水的靜壓力差可經 倒置壓力計量測，其內液體比重量 0 為水比重量之 0.8 倍，水之密度為 1000 kg/m 3 。若水於 2 點速度為 0.8 m/s ， 1 點與 2 點管直徑分別為 d 1 = 30 公分與 d 2 = 10 公分，找出壓力計讀數 h 。（ 20 分）
-
五、有某平板以等速度 V0 垂直穿過盛有不可壓縮牛頓液體之容器，如下圖所 示。平板附著液體薄膜，其受重力影響向下運動。設薄膜內液體其密度 、動力黏性 與厚度 h 均為常數，且流動為穩態完全發展層流，即流體 於 y 方向之速度分量為 v = v ( x) 。試求：（ 20 分）
-
使用連續方程式找出流體於 x 方向之速度分量 u 。
-
使用納維爾 -史托克方程式（ The Navier-Stokes equation ）找出流體於 y 方向之速度分布 v ( x) 。
水利工程（包括海岸工程、防洪工程與排水工程）
下載：題目
官方不公布申論答案
代號：
00260
頁次：
2 － 1
111 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 31 類科技師（含第二次食品技師）、大地工程 技師考試分階段考試（第二階段考試） 暨普通考試不動產經紀人、記帳士考試試題
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：
※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。
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本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
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一、箱涵斷面為矩形，其寬度 B 5 m ，設計水深 y 3 m ，曼寧係數 0.025 n ， 縱向坡度 0 0.02 S ，
-
請以曼寧公式，推求箱涵斷面流量。 （ 10 分）
-
請說明箱涵排水在設計上應注意事項。 （ 5 分）
二、某河川之一日入流歷線如下表所示：
- 一般使用馬斯金更法（ Muskingum method ）來進行水文河川演算，係採 用連續方程式處理蓄水量 S 、洪水入流量 I 及洪水出流量 O ，其關係則 定義為馬斯金更方程式（ Muskingum equation ） ，即
其中 K 為河川蓄水時間常數， X 為權重因子。
-
若利用馬斯金更方程式進行河川演算時，如何擇定適當之演算時距 t ？ （ 5 分）
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已知該河川蓄水時間常數 2 hr K ，權重因子 0.2 X ，若演算時距 h t r 1 ，試以馬斯金更法計算下游出流量（ m 3 /sec ）？（ 15 分）
三、請回答下列問題：
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請列舉四項海岸的功能。 （ 12 分）
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繪圖說明離岸堤（ detached breakwater ）後產生之沙舌（ Salient ）與繫 岸沙洲（ Tombolo ） 。 （ 8 分）
四、請回答下列問題：
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臺灣環島有 13 個侵蝕熱點，請列舉 5 個。 （ 10 分）
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何謂布拉格共振（ Bragg resonance ）？（ 5 分）
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如何利用布拉格共振原理進行海岸保全工法。 （ 5 分）
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五、已知一水庫之水位 H 及出流量 Q 關係如下表 1 所示，入流量關係如下 表 2 所示，其蓄水量 S AH ，其中面積 2 A 4000 m ，演算時距 t 500 秒， 試以 Plus 修正法（水庫演算法）計算出 30 分鐘前的出流量（ m 3 /sec ） 。 （假 設水庫初期為空庫） 。 （ 25 分）
| 時間 | 入流量 |
|---|---|
| （ hr ） | （ CMS ） |
| 1 | 50 |
| 2 | 80 |
| 3 | 120 |
| 4 | 210 |
| 水位 H(m) | 出流量 Q(cms) |
|---|
| 時間 (min) | 入流量 I(cms) |
|---|