113 地方特考三等 水利工程 水文學 考古題詳解
第 一 題25 分
有一水庫之水表面溫度為 ，水面上方 之氣溫為 、風速為 、相對溼度為 ，計算水面蒸發量可以使用 Meyer 公式：
已知 與 之飽和水蒸汽壓力分別為 與 ，而同一日鄰近氣象站的蒸發皿之蒸發量為 ，試計算蒸發皿係數，並說明水庫蒸發量與蒸發皿蒸發量之差異主要成因？
提示：Meyer 公式單位：日蒸發量 為 ；水蒸汽壓力 、 為英吋單位之水銀柱高度 ；風速 為 。
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核心觀念
本題考查水庫蒸發量的 Meyer 經驗公式，以及蒸發皿係數的定義。蒸發皿係數為水庫（或水面）蒸發量與蒸發皿蒸發量的比值：
Meyer 公式中， 是水面溫度所對應的飽和水汽壓； 是水面上方空氣的實際水汽壓。空氣實際水汽壓以氣溫下的飽和水汽壓乘以相對溼度求得。
解題方法
水面溫度為 ，因此水面飽和水汽壓為：
空氣溫度為 ，該溫度下的飽和水汽壓為 。相對溼度為 ，故空氣實際水汽壓為：
代入 Meyer 公式，風速 ：
第 二 題25 分
有一集水區面積為 ，某場降雨事件之雨量與流量如下表。假設河川基流量為定值，請計算入滲指數 之數值為多少？
| 時間（hr） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 雨量（mm/hr） | 0 | 10 | 15 | 25 | 15 | 5 | 0 | 0 |
| 流量（cms） | 5 | 15 | 20 | 25 | 20 | 10 | 5 | 5 |
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核心觀念
本題考查「-index（入滲指數）」的定義：
- -index 為一個假設的平均入滲率。
- 降雨強度高於 的部分形成有效雨量，即降雨超額。
- 降雨超額總深度應等於由直接逕流體積換算所得的逕流深度。
因河川基流量為定值 ，須先由總流量扣除基流量，求得直接逕流量。
解題方法
一、求直接逕流量
各時刻直接逕流量為：
| 時間（hr） | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 總流量（cms） | 5 | 15 | 20 | 25 | 20 | 10 | 5 | 5 |
| 基流量（cms） | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
| 直接逕流量（cms） | 0 | 10 | 15 | 20 | 15 | 5 | 0 | 0 |
以梯形法計算直接逕流體積：
換算為立方公尺：
二、換算直接逕流深度
第 三 題25 分
某一測站之年降雨量符合 Gumbel 極端值分布，對應該分布之重現期與頻率因子 如下表所示。已知 20 年與 100 年重現期之年降雨量分別為 與 。假設受氣候變遷影響，預期未來年降雨量之平均值及標準偏差將分別為觀測資料之 倍與 倍，假設未來年降雨量仍符合 Gumbel 極端值分布，試計算受氣候變遷影響之 200 年重現期雨量將是目前觀測資料 200 年重現期雨量的多少倍？
| 重現期（年） | 10 | 20 | 50 | 100 | 200 |
|---|---|---|---|---|---|
| 頻率因子 | 1.30 | 1.87 | 2.59 | 3.14 | 4.23 |
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核心觀念
Gumbel 極端值分布的頻率因子法為：
其中：
- ：重現期 年之年降雨量
- ：年降雨量平均值
- ：年降雨量標準偏差
- ：重現期 年之頻率因子
氣候變遷後，題目指定：
且未來分布仍採用相同的 Gumbel 頻率因子。
解題方法
設目前觀測資料之平均值為 ，標準偏差為 。
由 20 年及 100 年重現期資料：
兩式相減：
因此：
代回第一式：
目前觀測資料之 200 年重現期雨量為：
氣候變遷後：
第 四 題25 分
氣候變遷將帶來許多面向衝擊，對水循環的影響尤其顯著。我國於 112～115 年推動第三期國家調適行動計畫，就部門調適行動方案可區分為健康、維生基礎設施、水資源、能源供給及產業、海洋與海岸、農業生產及生物多樣性、土地利用等七大領域及能力建構，而依據氣候變遷因應法，各地方政府亦需提出調適執行方案。
試論述就水利主管機關業務與職掌，主要會涵蓋前述七大領域的哪幾個領域？而各該領域內水利主管機關所需關注的氣候變遷衝擊議題會是什麼？
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核心觀念
本題考查水利主管機關職掌與第三期國家氣候變遷調適行動計畫領域之對應。作答時要由水利業務的實際權責出發，辨識其直接涵蓋及需要協同參與的領域，並逐一說明各領域的氣候風險與調適重點。
第三期國家氣候變遷調適行動計畫（112–115年）涵蓋七大領域，另有能力建構。以命題當年（民國113年）法規為準，《氣候變遷因應法》第19條規定，中央目的事業主管機關應依權責推動調適工作，地方政府亦應提出調適執行方案。水利署依《經濟部水利署組織法》掌理水資源調查、開發及調度，水庫與河川管理，防洪排水、水利工程、水旱災防護等業務。
解題方法
先將水利職掌歸納成幾類：供水與水源管理、防洪排水與水災應變、水利設施維護、河川與集水區治理、海岸防護及水環境管理；再將這些業務與七大領域比對。水利主管機關的核心領域是「水資源」，並直接涉及「維生基礎設施」；由河川、海岸與流域管理延伸，亦涵蓋「海洋與海岸」、「土地利用」及「農業生產及生物多樣性」。視具體業務及跨機關分工，也會與「能源供給及產業」及「健康」相連。
各領域衝擊議題與水利關注事項
一、水資源（核心領域）
氣候變遷改變降雨時空分布，可能加劇乾旱與豐枯水期差異；短延時強降雨、颱風降雨及連續不降雨日數的變化，會影響水庫入流、河川流量與地下水補注。高溫也會增加蒸發與用水需求，枯水期水質惡化、鹽水入侵及水庫淤砂等問題亦須關注。
水利機關應以開源、節流、調度、備援並行，推動多元水源與再生水利用、供水系統備援、跨區調度及智慧化水資源管理；並依氣候情境檢討水庫操作、地下水管理、水源保護與水質維護，提升供水韌性。
二、維生基礎設施
極端降雨與洪水可能造成水庫、堤防、抽水站、排水系統及取供水設施受損或失效；乾旱則會影響水庫、取水口與供水管網的正常運作。複合災害可能造成設施中斷，影響民生與公共服務。
水利機關應檢視水利設施的設計標準、容量與脆弱點，強化設施安全檢查、維護、備援與緊急應變；重要供水設施應納入風險管理及災後快速復原規劃。
三、海洋與海岸
海平面上升、暴潮與強降雨可能提高海岸溢淹、河口回水及海岸侵蝕風險；沿海地下水亦可能受鹽化影響，進而牽動沿海供水與土地使用安全。
水利機關應與海岸主管機關協作，評估河口、沿海低窪地區及防潮設施的風險，整合海堤、防潮、排水與河川治理措施；並兼顧自然海岸及濕地等具調適功能的環境。
四、土地利用