高普考題庫
101 年 101年公務人員高等考試三級考試暨普通考試

渠道水力學

本卷皆為申論題,點「看答案與解析」查看擬答。

申論 1一矩形渠道,寬度3 m,水深2 m,流量12 cms,㈠試推求臨界水深並判定該渠流為臨界流、超臨界流或亞臨界流之流況?(10 分)㈡若該渠道下游渠床下降一高度Δ z的階段,試以比能曲線圖說明水深的變化。(10 分)
申論 2㈠證明矩形渠道之最佳水力斷面滿足:水深y 為渠寬b 之半(即b=2y)之關係。(10 分)㈡已知矩形渠道之曼寧n值、河床縱坡S與斷面積50 m2,試求其最大流量、寬度與深度。(10 分)
申論 3欲興建1.5 m高之攔水堰河道,水流流量為31.6 m3/s,今欲進行模型實驗。已知實驗流量為0.1 m3/s,若按重力相似律來設計模型,請說明:㈠流量比尺(原型:模型)與長度比尺之關係。(10 分)㈡適合採用之長度比尺與模型堰高為何?若實驗量測得之堰頂水深為2 cm,則相當於現地水深多少?(10 分)
申論 4一矩形斷面渠道,渠床坡度有三階段(I、II、III)變化,如下圖所示。渠段III 有一閘門,閘門底部開口1 m,試推求各渠段之臨界水深,並畫出水面線(須註明水面曲線型式)。已知渠段I 之水平距離長500 m、落差1 m、水深4 m、渠寬6 m、曼寧n 值=0.02。(20 分)NDL NDLNDL NDLNDLNDL渠段I: I: 渠段II: II:III渠段渠段渠段渠段III: :跌水跌水B=6 m B=6m, B=5 m B=5m, B=5 m B=5m,yn=4m yn=3.5m yn=5my =4 m y=3.5 my=5 mnn n圖中:圖中: B=渠寬B=渠寬;; yn=正常水深yn=; NDL: 正常水深;正常水深線正常水深線圖中:B=渠寬;y=正常水深;NDL=正常水深線n
申論 5㈠一渠寬3 m之矩形渠道,水深3.2 m,流量8.5 m3/s。若於渠底蓋一寬頂堰,並使堰頂發生臨界流流況。試推求臨界流之流速?該堰堰高應為多少?(10 分)Hq=αHβ㈡若自堰頂起算之能量水頭高,假設無落差損失,則單位寬度流量,請問α=?(單位m1/2/s),β=?(10 分)