109年 - 109 農田水利新進人員聯合統一考試_灌溉工程人員：渠道水力學概要#92348

科目：水利會◆渠道水利學概要(水利工程概要) | 年份：109年 | 選擇題數：15 | 申論題數：11

試卷資訊

所屬科目：水利會◆渠道水利學概要(水利工程概要)

選擇題 (15)

1.福祿數(Froude number)之物理意義為下列何者？ (A)慣性力和黏滯力之比 (B)慣性力和重力之比 (C)張力和重力之比 (D)壓力和黏滯力之比

2.渠道水力學中，水力半徑之定義為下列何者？ (A)通水斷面積與潤周之比 (B)通水斷面積與渠道頂寬之比 (C)潤周與通水斷面積之比 (D)通水斷面積與水深之比

3.已知某一渠道斷面之總水頭，則其比能 E 應為下列何者？ (A) E=z+y(B) E=(C) E=(D) E=

4.下列哪一種流況於渠道中及天然水路內均屬少見？ (A)定量等速流 (B)緩變速流 (C)急變速流 (D)變量等速流

5.有關福祿數 F 與流況之關係，下列敘述何者正確？ (A)F< 1表超臨界流 (B) F> 1表臨界流 (C) F< 1時，渠流流速大於重力波波速 (D)F=1時，重力波波速與渠流流速相等

6.水面縱剖線分類中，渠底坡降為緩坡，且y_n>y >y_c（y_n表正常水深， y_c表臨界水深），則下列敘述何者正確？ (A)該曲線名稱為M₃(B)水面剖線之類型為迴水(C)渠流為亞臨界流(D)曲線名稱為M₁

7.模型相似律中，除模型(m)與原型(p)間幾何相似外，採用福祿數相似定律時，則下列敘述何者正確？（L 表長度尺度） (A)速度比 (B)流量比 (C)曼寧糙度比 (D)水力半徑比

8.已知一渠底縱坡 S=0.0036 之矩形渠道，其寬度為 3m、水深為 2m，曼寧糙度 n=0.015，則下列敘述何者正確？（註：0.8571^1/3=0.9499） (A)正常流量約為 21.6cms (B)流況為超臨界流 (C)福祿數 F =0.082 (D)流速為 1.5m/s

9.某一 8m 寬矩形渠道之渠底縱坡為 0.0016，曼寧糙度 n=0.016，若渠道中輸水流量為 30cms，且其水躍發生前後均已達正常流況，則下列敘述何者正確？ (A)水躍發生前水深約為 0.5m (B)水躍發生後水深約為 1.48m (C)水躍前福祿數 F = 0.82 (D)水躍能量損失約為 0.53m

10.設計排水渠道時，下列哪一個因素不需考慮？ (A)排水內外水位 (B)土地權屬 (C)排水出口位置 (D)作物需水量

11.下列何者不是潛孔口之優點？ (A)構造簡單、易建造 (B)可與分水門同建造 (C)泥砂不易淤積 (D)觀測簡單、流量易計算

12.暗渠通過道路時，其管壁承受之壓力為何？ (A)氣壓+水壓+土壓 (B)氣壓+水壓+車載重 (C)氣壓+土壓+車載重 (D)土壓+水壓+車載重

13.巴歇爾量水槽尺寸用下列哪一個部位進行定義？ (A)收縮段 (B)喉段 (C)漸寬段 (D)上游水頭

14.下列何者為最佳水力斷面之定義？ (A)渠道斷面不因水流沖刷發生水理上不安定的情況 (B)渠道斷面不因泥沙淤積而使水中植物生長 (C)渠道斷面採用最小之濕周及水力半徑通過最大流量 (D)渠道斷面保留適當的出水高不使水流產生溢流

15.灌溉排水渠道設計時所需通過流量之估算乃基於下列何者？ (A)質量守恆 (B)動量守恆 (C)能量守恆 (D)電荷守恆

申論題 (11)

第一題：

渠道水力學中有二個流速分布係數，即能量係數α及動量係數β，請寫出它們的數學表示式，包括理論式及應用式。【10 分】

（一）正常水深為多少公尺(m)？【5 分】

（二）假設重力加速度為 9.81g/cm²，則渠底平均剪應力為多少 N/m²？【5 分】

（三）流況為亞臨界流或超臨界流？為什麼？【5 分】

（一）流速 V₁？【5 分】

（二）流速 V₂？【5 分】

第四題：有一長 100m 之矩形明渠，採混凝土內面工，粗糙係數假設為 0.01，渠底寬為 2.0m、起點高程為 11.0m 及終點高程為 10.0m，當通水面積為 2.1 m ² 時，假設重力加速度為 9.81g/cm²，則渠道之流況為亞臨界流或超臨界流？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】（註：0.512^2/3=0.64，0.412^2/3 =0.55，0.612^2/3 =0.72）

第五題：有一寬 5.0m 之矩形明渠，渠道內流量為 150cms，裝置一水門，水門之開度為 2.0m，水門上游之水深為 1.0m，假設重力加速度為 9.81 g/cm²，則水門下游產生水躍後之水深約為多少？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】

（一）臨界流【5 分】

（二）繞庫排砂【5 分】

（三）定量等速流【5 分】