moea_joint_essay
110年
[環工] 環境管理與空污防制、水處理技術
第 二 題
📖 題組：
某台地高程 175 公尺，將規劃 5,000 人之新市鎮，因台地無供水水源，需自下方高程為 150 公尺之平地鑿井，並埋設 2 公里之管線，輸送至台地上之新市鎮，作為用水。請回答並計算下列問題：（共 3 題，共 25 分） 參考公式： 自由含水層平衡公式：Q = [π × K × (H² − h²)] / ln(R/r) Q：抽水量(m³/d)；K：透水係數(m/d)；H：含水層厚度(m)；h：水井水深(m)； R：影響半徑經驗公式，R = 3,000 × d × √K；d：水位洩降(m) Hazen Williams 公式： Q = 24,000 × C × D²·⁶³ × S⁰·⁵⁴ Q：輸水量(CMD)；C：流量係數，本題假設為 100；D：管徑(m)；S：水力坡降 Darcy’s Weisbach 公式：hf = f × L / D × v² / (2g) hf：水頭損失；f：摩擦係數，本題為 0.015；L：水管長度；D：水管管徑； v：管內流速，本題假設管內流速為 2 m/s ；g：重力加速度 9.81 m/s² 抽水機軸馬力公式：Hp = γ × Q × H / (75 × η) γ：水比重，1,000 kg/m³ ；Q：抽水量；H：抽水揚程； η：傳動效率，本題假設為 80 %
某台地高程 175 公尺，將規劃 5,000 人之新市鎮，因台地無供水水源，需自下方高程為 150 公尺之平地鑿井，並埋設 2 公里之管線，輸送至台地上之新市鎮，作為用水。請回答並計算下列問題：（共 3 題，共 25 分） 參考公式： 自由含水層平衡公式：Q = [π × K × (H² − h²)] / ln(R/r) Q：抽水量(m³/d)；K：透水係數(m/d)；H：含水層厚度(m)；h：水井水深(m)； R：影響半徑經驗公式，R = 3,000 × d × √K；d：水位洩降(m) Hazen Williams 公式： Q = 24,000 × C × D²·⁶³ × S⁰·⁵⁴ Q：輸水量(CMD)；C：流量係數，本題假設為 100；D：管徑(m)；S：水力坡降 Darcy’s Weisbach 公式：hf = f × L / D × v² / (2g) hf：水頭損失；f：摩擦係數，本題為 0.015；L：水管長度；D：水管管徑； v：管內流速，本題假設管內流速為 2 m/s ；g：重力加速度 9.81 m/s² 抽水機軸馬力公式：Hp = γ × Q × H / (75 × η) γ：水比重，1,000 kg/m³ ；Q：抽水量；H：抽水揚程； η：傳動效率，本題假設為 80 %
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
經地質調查，平地之自由含水層水井洩降為 5 公尺，自由水層水面高度為 70 公尺，透水係數為1.8×10⁻⁴ m/s，若鑿一直徑為200 mm之水井，請計算水井之抽水量。（10分）
思路引導 VIP
使用自由含水層平衡公式：Q = [π * K * (H² - h²)] / ln(R/r) 已知：
小題 (一)
請以台灣近年來平均每日用水量與供水普及率(假設供水普及率為 90 %)，估算新市鎮每日用水量及最大日用水量。（5 分）
思路引導 VIP
- 需假設台灣每人每日平均用水量 (例如 250 L/人-日 或 280 L/人-日)。
- 每日總用水量 = 人口 * 每人每日用水量 * 普及率。
小題 (三)
平地經鑿井及臨近區域供水，水量可達 6,000 CMD，經 2 公里管線抽水至台地上新市鎮，所需管線口徑及抽水機軸馬力(亦稱制動馬力)為何？（10 分）
思路引導 VIP
- 決定管徑 D： 已知流量 Q = 6000 CMD = 6000 / 86400 = 0.0694 m³/s。