所屬科目：公職◆渠道水力學
一、有一矩形渠道，渠底寬度 B= 1.0 m ，渠床縱坡 S0 = 0.0004 ，曼寧粗糙係數 n= 0.014 。渠流為均勻流，當流量 Q =1.0 m3 /s 時，試求此渠流的臨界水深（Critical depth）yc、正常水深（Normal depth） y0 、均勻流平均流速 U、水力深度（Hydraulic depth）D及水力半徑（Hydraulic radius）R、 作用在渠床的平均剪應力τ0 。（25 分）
二、擬按照最佳水力斷面原理設計一條對稱梯形斷面渠道。當梯形渠道的渠岸邊坡為 45°，渠床縱坡 S0 = 0.0004，曼寧粗糙係數 n = 0.015，設計流量 Q = 6.0 cms 時，試按照最佳水力斷面原理計算此渠道的渠底寬度B及正常水深y0。（25 分）
三、有一水平矩形渠道，渠道內發生水躍，水躍前後的水深分別為 y1 及 y2 ， 如圖1所示 。 當渠寬 B=1.0 m ， 流量 Q=3.0 cms， 水 躍前的水深y1= 0.25 m，試求水躍前水流福祿數 及比能 E1；試寫出此水躍的共軛水深關係式，然後推求水躍後的水深 y2 及福祿數，並計算水躍的能量 損失 EL 。（25 分）
四、有一水平矩形渠道，渠寬B = 2 m ，設有閘門，渠流自閘門底部開口射流而出，如圖 2所示。當閘門上游水深 y1 =2.5 m 及下游水深 y2=0.25 m 時， 假設流經閘門的能量損失 EL= 0.08 y1 ，試推估此渠流的流量 Q及作用在閘門上的水平推力 F，並分析閘門下游水面線的可能變化。（25 分）
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及比能 E1；試寫出此水躍的共軛水深關係式，然後推求水躍後的水深 y2 及福祿數
，並計算水躍的能量 損失 EL 。（25 分） 
