所屬科目：公職◆渠道水力學
一、有一個對稱三角形渠道，底部夾角θ = 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a = 1.15）。 （25 分）
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，曼寧糙度係數 n = 0.014，渠床坡降 S0 = 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）y0，及其對應之水力半徑（Hydraulic radius）R0、水流福 祿數（Froude number）Fr、渠床平均剪應力（Shear stress）τ0。（25 分）
三、有一水平矩形渠道，渠寬 B1 = 10 m，流量 Q = 10 cms，水深 y1 = 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 B2 = 5 m 及 B2 = 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 y2，並說明 渠道上游水深 y1 的可能變化。（25 分）
四、有一矩形渠道，渠寬 B = 6 m，渠床坡降 S0 = 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） 及臨界水深（Critical depth），及計算側堰段下游主渠道的正常水深（Normal depth） 及臨界水 深（Critical depth），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）
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，曼寧糙度係數 n = 0.014，渠床坡降 S0 = 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）y0，及其對應之水力半徑（Hydraulic radius）R0、水流福 祿數（Froude number）Fr、渠床平均剪應力（Shear stress）τ0。（25 分）
及臨界水深（Critical depth）
，及計算側堰段下游主渠道的正常水深（Normal depth）
及臨界水 深（Critical depth）
，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）