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111年 - 111 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#117922

科目：水利會◆渠道水利學概要(水利工程概要) | 年份：111年 | 選擇題數：15 | 申論題數：6

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.渠道水力學中，有關比力(specific force)之定義，下列敘述何者正確？ (A)相對於渠道底部之每單位重量流體之水頭 (B)渠流動量所引起之力與因重量所引起之靜水壓力之和 (C)水流流動時之動壓力 (D)常以 E 表示
2.有關水躍，下列敘述何者正確？ (A)水躍前、後，福祿數由小變大 (B)水躍前、後，水深由深變淺 (C)水躍前、後，流量由小變大 (D)水流在水平底床渠道中且無遇到阻礙物而產生之水躍，稱為簡單水躍
3.有關共軛水深，下列敘述何者錯誤？ (A)又稱為交替水深 (B)又稱為持續水深 (C)係指水躍發生前、後之水深 (D)發生簡單水躍時，比力不變之高、低水深
4.有關發生亞臨界流，下列敘述何者錯誤？ (A)福祿數小於 1 (B)常見於水躍發生前之流況 (C)渠流中受擾動時，其擾動藉淺水波可傳播至上游及下游 (D)一般渠流，尤其是天然河川之下游多屬亞臨界流
5.應用曼寧(Manning)公式時之渠道和流況必須滿足下列何種條件？ (A)渠流屬於紊流 (B)渠流屬於層流 (C)渠道側壁和底床完全光滑 (D)渠道斷面必須是矩形斷面
6.渠流設計時，下列何者不是考量最佳水力斷面之目的？ (A)斷面積一定時，潤周為最小 (B)斷面積一定時，水力半徑為最小 (C)輸送之流量為最大 (D)內面工施做時，最經濟省錢
7.有關等速流況特性，下列敘述何者正確？ (A)等速流之能量線、水面線及渠道縱坡三者坡度（斜率）相同 (B)不論定量流或變量流均容易發生等速流 (C)常發生於雷諾茲數小於 500 時 (D)常發生於福祿數為 1 時
8.有關控制斷面，下列敘述何者錯誤？ (A)渠流之水位與流量間保有明確之關係 (B)可建立率定曲線 (C)當渠流狀況改變時，其影響只會向下游傳播 (D)常發生於建構水工結構物之處
9.有關水面縱剖線中 S 曲線，下列敘述何者錯誤？ (A)渠底坡降為陡坡 (B)當渠流遇到攔水壩時會發生 S1 曲線 (C)渠流由陡坡轉變成緩坡時會發生 S3 曲線 (D)其正常水深高於臨界水深
10.若 y 表任意指定位置之水深，yn表正常水深，yc表臨界水深，s0表渠道坡度，sc表臨界渠坡。於進行水面剖線分析時，下列敘述何者正確？ (A)當s0 ＜ sc，yn ＞ yc ＞ y時，發生之水面線稱為 M2 (B)當s0 ＞ sc，y ＞ yc ＞ yn時，發生之水面線稱為 S3 (C)當s0 ＜ sc時，渠流流經下射式閘門發生水躍前會形成 M3曲線 (D) S1 曲線常發生於跌水處
11.正常水深(Normal depth)小於臨界水深(Critical depth)之流況為下列何者？ (A)亞臨界流 (B)臨界流 (C)超臨界流 (D)層流
12.下列敘述何者錯誤？ (A)銳緣堰(Sharp-crest weir)堰流公式係假設水流通過堰體時沒有能量損失，採用能量方程式推導 (B)寬頂堰(Broad-crested weir)堰流公式係假設水流通過堰體時沒有能量損失，採用能量方程式推導 (C)銳緣堰堰流公式係由伯努利方程式(Bernoulli equation)推導 (D)由於無法忽略水流通過寬頂堰堰體之能量損失，其堰流公式無法採用能量方程式推導
13.當相同流量通過同樣堰口寬之各類堰體時，下列敘述何者正確？ (A)矩形堰之堰上水頭大於三角堰堰上水頭 (B)矩形堰之堰上水頭等於三角堰堰上水頭 (C)矩形堰之堰上水頭小於三角堰堰上水頭 (D)矩形堰之堰上水頭不一定小於三角堰堰上水頭
14.有關人工跌水(Drop)，下列敘述何者錯誤？ (A)消耗能量 (B)減緩下游流速 (C)自勢能轉為動能 (D)砂質河床不需要考慮落下之水沖力
15.有關砂質黏土底床之窄深乾砌石水圳，下列敘述何者正確？ (A)採用乾砌石和砂質黏土之複合粗糙係數(Composite roughness)計算流速 (B)採用乾砌石之粗糙係數計算流速 (C)採用砂質黏土之粗糙係數計算流速 (D)計算流速之粗糙係數與河床或邊坡材質無關

申論題 (6)

第一題：
請說明何謂「正常水深(normal depth)」？並寫出一種計算正常水深之公式，公式中之各數學符號請定義清楚。【10 分】
第二題：
一人工湖泊之放流口洩水引入一陡峻矩形斷面渠道中，渠寬 4m，若湖面水位高出跌口(outfall)之渠底 3m，假設忽略底床及側壁之摩擦損失，則放流量為多少 cms？【10 分；未列出計算過程者不予計分】
第三題：
有一寬度 4.0 m 之水平矩形圳路發生水躍，當圳路流量為 5.0 m3 /s，水躍發生前水深為 0.6 m，重力加速 度為 9.81 m/s2，則水躍能量損失多少 m？【10 分；未列出計算過程者不予計分】
第四題：
緩坡矩形斷面河道寬 25 m，流量為 30 m3 /s，全河寬構築一座攔水堰，堰壩下游面為全斷面多階段魚道， 攔水堰上、下游底床高程差為 0.8 m，當上游水深為 0.6 m，下游水深維持當地生態水深，0.4 m，重力加速 度為 9.81 m/s2，則水流經此生態攔水堰之能量損失水頭為何？【10 分；未列出計算過程者不予計分】
第五題：
有一寬度 4.0 m 之矩形斷面圳路設有一寬 1.0 m 之直立式閘門，自水庫引入 8.0 m3 /s 流量到灌溉區域，閘門上游水深 2.5 m，當閘門開啟距底床 0.2 m，重力加速度為 9.81 m/s2，流量係數為 0.6，能量係數(Energy coefficient)為 1.0 時，則通過閘門之流量為多少m3⁄?？【15 分；未列出計算過程者不予計分】
第六題：
一梯形斷面渠道其底寬為 8m，側坡比為 1：1，曼寧 n 值為 0.03，此渠道在等速流時要能輸送 40cms 之流量，若流速控制為 1.5m/s，其渠底坡度為何？【15 分；未列出計算過程者不予計分】
提示：1.761/3=1.207，1.521/3=1.15