水利工程 94 年水利工程考古題

一混凝土重力壩之壩頂寬度為20 ft，壩高為60 ft，壩上游面為垂直。試求避免滑動 之最小底寬。滑動安全係數取為1，摩擦係數為0.48，又混凝土之單位體積重為 156 1b/ft3，水之單位體積重為62.4 1b/ft3。（25 分）

水由水庫流入一圓管，管長L＝2000 m，管直徑D＝1 m，管壁厚度t＝0.04 m，管中 流速V＝4 m/s。又已知水的彈性模數（modulus of elasticity）E＝2.07 GN/m2，管的 彈性模數Ep＝207 GN/m2。若管路末端閥門之關閉時間為6 秒，試求水錘壓力（以 N/m2表示）。（25 分）

一電廠擬採用數部相同之衝擊式水輪機（impulse turbine），已知淨水頭h＝1000 ft、 總流量Q＝700 cfs、運轉效率e＝0.9、轉速N＝280 rpm、速度因子（speed factor） φ ＝0.45。又h＝1000 ft 時，比速度（specific speed）之建議上限為6（英制）。試 求所需水輪機部數及水輪機動輪直徑。（25 分）

某一寬10 ft 之矩形渠道，流量為400 cfs，曼寧n 值為0.017，上游渠段坡度為0.02 ，下游渠段坡度為0.001，兩渠段皆非常長。假設渠道流入及流出皆為均勻流 （uniform flow），試繪出水面線並求水躍發生位置。（25 分）