水利工程 114 年水資源工程考古題

有一梯形渠道，其底寬爲6 m，側坡比為1 H：1 V，渠底縱坡爲0.001， 渠道終點爲自由跌水，若假設曼寧係數n 0.02 。當輸送流量爲30 cms 時， 求正常水深、臨界水深並判斷此水面剖線應為那一種曲線？為什麼？ （20 分）

公路橫斷水流的通路時，可設置涵洞使水流穿越，此涵洞之進水口控制 的流況通常可分爲那四種？詳述說明之。（20 分）

有一流量Q 水流流經平行雙管系如下圖所示，若AB 管長150 m，管徑 0.6 m，BC 沿1 號路徑管長1200 m，管徑0.45 m，沿2 號路徑管長 1500 m，管徑0.3 m，且CD 管長300 m，管徑0.45 m。假設沿管路產生 之摩擦損失條件均相同，忽略所有次要損失，以曼寧公式計算水頭損失， 曼寧糙度係數n 0.013 ，試求㈠從B 點到C 點之水頭損失為何？（10 分） ㈡從A 點到D 點之水頭損失為何？（10 分）答案皆以 x L h = KQ 之形式 表示。 註：圖片不依實際比例繪製。 A B hL C D

河川與海洋或湖泊相銜接部分稱為河口，常因其異質作用，使得河道變 寬、流速改變，於出口處經常形成沙洲，以輸沙之觀點出發，依大河川 及小河川（或區域排水）二類，分別提出河口治理之方法，使得河道於 計畫洪水量發生時，水流可順利安全通過。（20 分）

於地下水理論中，考量一均質且具等向性之水平非拘限（unconfined）含 水層內之地下水抽水，假設水井完全貫穿含水層，請推導水井力學估算 抽水量之平衡公式，即西姆（Thiem）公式。請以Q 表抽水量，h 表距離 抽水井中心r 處之不透水底部起算之水深，K 表水力傳導度，D 表含水 層厚度，抽水井半徑為rw，抽水井水位為hw，影響半徑為r0。以上符號 不一定全用，若有不足，可自行定義。（20 分）