103年 - 103-2 專技高考_水利工程技師：渠道水力學#24107

科目：公職◆渠道水力學 | 年份：103年 | 選擇題數：0 | 申論題數：14

試卷資訊

所屬科目：公職◆渠道水力學

選擇題 (0)

申論題 (14)

一、已知某一渠道的坡度為 S0、流量為 Q、通水面積為 A、水面寬度為 T、濕周長度為 P、水深為 h、水的密度為、動力黏滯度為 及重力加速度為 g。試回答下列問題：（每小題 5 分，共 25 分）渠流水力深度 D（Hydraulic depth）及水力半徑 R（Hydraulic radius）和通水面積 A 之關係式。

假如渠道為矩形渠道（寬度為 B），請比較水力深度 D 和水力半徑 R 之差異。

渠流雷諾數 Re（Reynolds number）及福祿數 Fr（Froude number）和流量 Q 之關係式。

臨界流條件下流量 Q 和通水面積 A 及水面寬度 T 之關係式

臨界流條件下三角形渠道中渠流比能 E 和水深 h 之關係式。

二、已知渠道的渠床坡度為 S0、流量為 Q、通水面積為 A、水面寬度為 T、水深為 h、重力加速度為 g。假設渠流為一維變量緩變流，沿著渠流方向（縱向）的坐標為 x、時間為 t，渠流的能量損失坡度為 Sf。試回答下列問題：推導出渠流之連續方程式，並說明方程式中各項物理意義。（10 分）

推導出渠流之動量方程式，並說明方程式中各項物理意義。（15 分）

三、有一混凝土製的梯形渠道，渠道底部寬度 B 為 2 公尺，渠道兩側岸壁之水平垂直比均為 2：1，渠床坡度 S0為 0.0001，渠道曼寧糙度係數 n 為 0.015；當渠道水流為均勻流，流量 Q 為每秒 10 立方公尺時，試回答下列問題：渠道之正常水深（Normal depth）。（10 分）

渠道之臨界水深（Critical depth）。（5 分）

渠道在正常水深時之斷面因子 Z（Section factor）。（5 分）

渠道在正常水深時之第一水力指數 M（First hydraulic exponent）。（5 分）

四、有一條 4 公尺寬的矩形渠道，流量 Q 為每秒 16 立方公尺，水深為 2 公尺。渠道下游段設置有漸變束縮段，渠道寬度由原先 4 公尺逐漸束縮為 3 公尺。考量渠流為定量流，試回答下列問題：渠流之臨界水深。（5 分）

分析渠流水面線可能之變化。（10 分）

如果渠寬束縮的同時，河床逐漸抬高了 1.5 公尺，請重新分析渠流水面線之變化。（10 分）