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從B 點到C 點之水頭損失為何？（10 分） 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）