00210

3 － 1

110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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、某坡地開發前、後的植被、土壤和對應的 CN （ Curve Number ）值如下 表。請利用美國農業部（ USDA ）的 SCS （ Soil Conservation Service ）法 計算回答下列問題： （ 25 分）

開發前

SCS 法的基本公式如下：

Ia

Fa

Pe

P

=

Pe

Ia

Fa

Precipitation rate

•  上列的 SCS 基本公式乃用英吋 (in) 為單位，如何將其改為以公釐 (mm) 為單位？

座號：

•  該坡地開發前、後，整體的 CN 值各為多少？

•  該區域 3.5 小時延時的累積降雨量為 136 mm ，試計算因開發後的都市化 效應，使逕流降雨量（ excess rainfall ）比開發前多了多少 mm ？

•  上述降雨事件的時間分布如下表，利用 SCS 法計算開發後，每半小時 的有效降雨組體圖（ excess rainfall hyetograph ） 。

（有效數字取至小數點以下一位）

二、某一水庫之蓄水量 3 S(m ) 與出流量 Q(cms) 有如下的關係：

已知此水庫之入流歷線 I(t) 如下：

（ 25 分）

•  請利用水文方程式： dS I O dt   ，以 t 1hr   ，利用差分式計算出流歷 線 O(t) 。 （有效數字取至個位數，提示：一元二次方程式之根 2 4 2 b b ac a     ）

•  以上題為例，說明為何水庫演算之出流歷線的尖峰流量點必發生在入 流歷線的退水曲線段？

•  水文方程式乃一常微分方程式，故可用修正尤拉（ Euler ） 、 Runge-kutta 等數值方法求解，試利用修正尤拉法求解 t 1hr  之出流量 (cms) 。

• 三、 1 m 直徑的水井設置於一拘限含水層，此拘限含水層與其上下層皆無滲 漏情況，先前的抽水試驗估得此含水層之平均 T(= Kb) 值為 2 73 m /day 無 因次儲水係數 S 為 0.00025 ，此水井要做非穩態抽水實驗，將以流量 Q 為 3 150 m /day 的抽水量抽 10 秒鐘然後停抽。 （ 25 分）

試以 Theis 暫態水井洩降式預測抽水  1 秒鐘、  10 秒鐘及  10.1 秒 鐘、  11 秒鐘的水井洩降量 (m) 。

Theis 洩降式：

 試以曲線描繪此洩降 (m) 隨著時間 (t) 的變化示意圖，洩降取向下為正。

• 四、某河一水文站從 1935 至 1978 年所測到的 44 筆年最大流量 (cms) 如下表：

（ 25 分）

•  根據此紀錄，估計其年最大流量大於 50,000 cms 的平均重現期距 （ return period ） T 。

•  每年發生流量大於 50,000 cms 之機率為何？

•  該點位之年最大流量在未來 3 年中至少有一次超過 50,000 cms 的機率 為何？

•  未來 10 年內發生 2 次年最大流量大於 50,000 cms 的機率為何？

00220

2 － 1

110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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、為水資源開發所需，水利工程師規劃於某區域之甲地輸送 Q = 0.3 m 3 /s 之 水量至乙地，甲地高程為 278.2 m ，乙地高程為 274.5 m ，甲、乙二地之 直線距離為 740 m ，若規劃興建一座平直、矩形斷面之混凝土渠道，假 設渠道邊壁之粗糙係數 n = 0.013 ，出水高設定為 0.3 m ，並限制水流流速 不得大於 3 m/s ，請以最佳水力斷面之設計原則，設計渠道之寬度與高 度。 （ 30 分）

• 二、某水資源開發計畫因開發規模不同，擬定六項方案，經估計成本及效益 後，各方案之成本及效益如下表所列，若目前預算為 368 百萬元，請分 別考量充分利用資金之觀點，以及投資報酬率最大之觀點，選擇最合適 之水資源開發計畫。 （ 20 分）

• 三、有一圓型閘門垂直安裝於水庫之壩體，閘門之頂部及底部高程分別為 216.1 m 及 214.9 m ，某時刻水庫之蓄水位為 236.5 m ，請計算此時水壓 作用在閘門之水平力。 （ 20 分）

座號：

• 四、某社區頂樓之游泳池為立方體，尺寸為長度 30 m 、寬度 18 m 、深度 2.6 m ， 今欲自地面之蓄水池抽水注入游泳池，預計以 2 小時的時間將水注滿至 水深 1.8 m 。假設將水自蓄水池抬升至游泳池之抬升高度固定為 60 m ， 管路長度為 80 m ，管徑為 20 cm ， Darcy-Weisbach 公式之摩擦損失因子 為 0.04 ，其他水頭損失可以摩擦損失之 10% 估計。若每度電（ kWh ）的 電費為 3 元，抽水機的運作效率為 80% ，請問此抽水作業所花用之電費 為多少金額（元）？（ 30 分）

00230

110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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

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。

• 一、有一低窪社區欲利用砂土材料，進行場址之回填加高工程。已知土方係 來自某借土區，該區土壤材料經室內物理性質試驗，求得比重 Gs = 2.65 、 濕土單位重  m = 19.1 kN/m 3 、含水量 w=8% ；另外，最大乾密度  d,max = 18.9 kN/m 3 ，最小乾密度  d,min = 12.5 kN/m 3 。

•  若現場施工驗收之規範要求相對夯實度 RC （ relative compaction ）要達 到 95% ，請問此時該夯實土壤之乾密度  d 及相對密度 Dr （ relative density ）分別為多少？（ 10 分）

•  若此填築工程所須之填方量為 60,000 m 3 ，在相對夯實度 RC=95% 的 要求下，請問須自借土區挖取多少體積之土壤至工址使用？（ 10 分）

• 二、山區有一很長之岩石邊坡，高 7 m ，坡面之傾角  = 60  ，其內部存在一 弱面，傾角  = 45  ；坡頂有深 1 m 之張力裂縫，積水高度 0.5 m ，且水 沿裂縫滲入弱面中而由坡趾 B 點處滲出，如下圖所示。已知岩坡之單位 重  = 25 kN/m 3 ，而弱面與張力裂縫之走向平行，且由弱面試樣之直剪試 驗求得其凝聚力 c = 10 kPa 、摩擦角  = 30  ，試求此岩石邊坡沿弱面滑動 之安全係數為何？（ 20 分）

弱面

1m





0.5m

7m

B

N.T.S.



=25 kN/m 3

(

c

=10 kPa,



=30



)

• 三、有一場址地下水位在地表面，經鑽探及試驗得知地表下 18 m 處為基盤； 近地表 2 m 為飽和單位重  sat = 20.0 kN/m 3 之砂土層，其下為 16 m 厚之 正常壓密黏土層，飽和單位重  sat = 19.6 kN/m 3 、單壓強度 qu = 100 kPa 、 初始孔隙比 e0 = 1.1 、壓縮指數 Cc =0.4 。現欲蓋一棟樓房，地下開挖 6 m ， 採用長 12 m 、寬 10 m 之筏式基礎，筏基所承受之總重量 Q=25 MN ， 如下圖所示。

•  若依 Skempton 承載力理論，請問筏基承載力之安全係數為何？（ 10 分）

• 之方式，從筏基往

•  若樓房荷重之壓力採垂直（ V ） ：水平（ H ） = 2 ： 1 下方土層傳布，請問此筏基之壓密沉陷量為何？（ 10 分）

2m

4m

12m

砂土

正常壓密黏土

Q

10 x12m



sat = 19.6 kN/m 3

qu

= 100 kPa

e0

= 1.1

Cc

= 0.4



sat = 20.0 kN/m 3

• 四、從 1964 年日本 Niigata 地震及美國 Alaska 地震產生嚴重土壤液化震害以 來，土壤液化現象對建物、維生管線、土工結構設施……等之影響，廣 泛引起世界上各個受地震威脅國家之重視與研究。

•  請問目前政府所公告之土壤液化潛勢區劃分為那幾大類？分類的依 據為何？針對各不同分類，工程設計上應如何因應？（ 10 分）

•  請說明進行土壤液化潛勢評估時，依據「建築物耐震設計規範及解 說」 ，針對設計地震情境時，地表水平加速度如何決定？其中，用於 決定工址地盤放大係數之地盤分類，如何劃分？共有那幾類地盤？ （ 10 分）

• 五、地質法第 5 條規定： 「中央主管機關應將具有特殊地質景觀、地質環境 或有發生地質災害之虞之地區，公告為地質敏感區。」請問：

•  為保育及防災目的，目前地質敏感區劃分為那幾大類？（ 10 分）

•  土地開發行為基地有全部或一部位於地質敏感區內者，應於申請土地開 發前，進行那些工作？據以將其成果併入土地開發行為必須送審的文件 中，例如水土保持計畫或建築執照申請文件之中，一併審查。 （ 10 分）

00240

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110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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、有一個對稱三角形渠道，底部夾角  = 120 度，如圖 1 所示，當渠道流量 Q = 2.0 cms ，試求此渠流的臨界水深（ Critical depth ） yc ，並計算在臨界 流條件下的水力深度（ Hydraulic depth ） Dc 、水力半徑（ Hydraulic radius ） Rc 及比能（ Specific energy ） Ec （假設能量修正係數  = 1.15 ） 。 （ 25 分）

m

y

m

1



2

my

• 二、試按照均勻流及最佳水力斷面理論設計一條對稱梯形斷面渠道，如圖 2 所示，渠道邊坡係數 m = 1/ 3 ，曼寧糙度係數 n =0.014 ，渠床坡降 S 0 = 0.0004 。當設計流量 Q = 12 cms 時，試求此渠底寬度 B 、正常水深 （ Normal depth ） y 0 ，及其對應之水力半徑（ Hydraulic radius ） R 0 、水流福 祿數（ Froude number ） Fr 、渠床平均剪應力（ Shear stress ）  0 。 （ 25 分）

B

1

m

y

座號：

• 三、有一水平矩形渠道，渠寬 B 1 = 10 m ，流量 Q = 10 cms ，水深 y 1 = 1.2 m 。 現擬將渠道下游寬度縮減，如圖 3 所示，下游段渠寬有 B 2 = 5 m 及 B 2 = 4 m 兩種縮減方案。若不考慮能量損失，渠道流量仍為 10 cms 的情 況下，試分別分析此兩種寬度縮減方案下渠道縮減段的水深 y 2 ，並說明 渠道上游水深 y 1 的可能變化。 （ 25 分）

B

1

B

2

四、有一矩形渠道，渠寬 B=6 m ，渠床坡降 S 0 = 0.0004 ，曼寧係數 n = 0.014 ， 渠道右岸設有一段側堰（ Side weir ） ，水流可由側堰溢流到分流渠道，如 圖 4 所示。假設側堰段上游主流渠道的流量 Qu =12.0 cms ，側堰段下游 主流渠道的流量 Qd = 6.0 cms ，由側堰分流量 Qs =6.0 cms ，試求此側堰 段上游主渠道的正常水深（ Normal depth ） y 0 u 及臨界水深（ Critical depth ） ycu ，及計算側堰段下游主渠道的正常水深（ Normal depth ） y 0 d 及臨界水 深（ Critical depth ） ycd ，並據此判斷及繪製側堰段上游、側堰段及側堰段 下游主渠道的水面線示意圖（需註明水面線型態） 。 （ 25 分）

Qd

B

L

Qu

Top view

Side weir

Qs

Qd

②

①

00250

頁次：

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110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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。

• 

• 

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。

下列各題中：水的密度 1000 kg/m 3 ，水的運動黏滯係數 1.0 × 10 -6 m 2 /s 。空氣 的密度 1.20 kg/m 3 ，空氣的運動黏滯係數 1.55 × 10 -5 m 2 /s 。

•  一、一新型的圓球形流速計由圓球正面和頂點的壓力差異 DP=P1 P2 來量 測風速 V 。若在風速 V=8.0 m/s ，量得壓差 DP=108 Pa 。在另一流場量 得壓差 DP=170 Pa ，試問該流場的風速為何？（ 20 分）

• 二、一座噴泉設計如下圖所示，水箱接一水平圓管 （長度 6.0 m ，直徑 0.02 m ） ， 摩擦因子 0.018 。若入流流量 Q=3 公升 / 秒，噴嘴直徑 0.02 m ，水箱內水 深維持在 2.0 m ，噴泉高度可達到 3.0 m ，水箱水面上壓力 P = ？（ 20 分）

• 三、一實驗室針對一個圓柱形橋墩進行縮尺模型試驗，縮尺比為 1 ： 16 。渠流必 須遵守重力相似，橋墩模型直徑為 0.10 m ，上游水深 0.20 m ，流速 0.70 m/s ，量得橋墩模型的阻力係數為 1.10 。試問  實體橋墩所受的水流 阻力為何？（ 10 分）  以圓柱直徑計算之雷諾數（ Reynolds no. ）模型和 實體橋墩分別為何？其值不同代表涵義為何？（ 10 分）

座號：

四、兩塊垂直直立的平板之間有黏性液體（比重 0.85 ，黏滯係數 0.40 Pa-s ） ， 平板間距固定為 0.01 m 。試問無壓力梯度，有重力狀況下，液體的平均 速度為何？（ 20 分）

• 五、一個直徑 0.4 m 的圓形水桶，靜止時水深 0.2 m 。若水桶繞其中心軸旋 轉，旋轉速度為 6.28 rad/s 。水箱底部之壁面突然破一小孔，試求此小孔 噴出的流速為何？（ 20 分）

0.20 m

00260

2

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110 年專門職業及技術人員高等考試建築師、 24 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） 、公共衛生師 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。

•  本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。

一、某地欲進行河川治理工程以減少洪災：

•  該地原始流量 -頻率曲線（ discharge-exceedance probability curve ） 、水 位 -流量關係（ stage-discharge relationship ）與水位 -災害函數（ damagestage relation ）分別如下表，請繪圖並估計年期望損失。 （ 10 分）

流量 -頻率曲線

•  某工程施作後，發現僅流量 -頻率曲線改變如下，試述該工程可能為何 種工程，並說明判斷依據及原因，以及該工程降低損失之機制。 （ 7 分）

流量 -頻率曲線

 某工程施作後，發現僅水位流量曲線改變如下，試述該工程可能為何 種工程，並說明判斷依據及原因，以及該工程降低損失之機制。 （ 7 分）

•  請說明堤防效應（ levee effect ）對於題  各種曲線之影響及因果關係。 （ 6 分）

• 二、現行都市排水側溝多以 U 型溝為主：

•  試說明最佳水力斷面，又如何求得最佳水力斷面？（ 10 分）

•  請以 U 型溝為例，說明並求取最佳水力斷面。 （ 20 分）

•  依據法規， U 型溝寬度不得小於 30 公分，深度（含出水高，不含溝蓋 厚度）為 40 公分以上， 1 公尺以下。雨水管渠或合流管渠於計畫流量 之最小流速為每秒 0.8 公尺，最大流速為每秒 3 公尺。試問相關法規 是否依據最佳水力斷面概念進行規範，考量為何？另法規訂定之考量 意旨為何？（ 10 分）

• 三、今某單位受託進行海堤設計，委託單位構想如下，然因缺乏相關專業知 識，故對於其相關機制並不明確：

•  請就下列名詞向主管機關試述其意涵：天文潮、風暴潮、有義波。 （ 9 分）

•  請探討設計海堤時，結構體需考慮各項受力，另試說明海堤分別設置 於區域 I 、 II 、 III 上之結構受力的差異。 （ 21 分）