水利工程 97 年渠道水力學考古題

明渠水面線（water surface profiles）分析中，常需應用奇異點法（method of singular point），試解釋之。 試繪圖說明下列四種奇異形態（types）之水面線Saddle Nodal Spiral Vortex。 （20 分）

有一明渠流系統，如圖一所示。矩形渠道渠寬B＝3.05 m，曼寧糙度n＝0.017，輸送 流量Q＝11.32 cms，渠道坡度S0＝0.02，下游端有一Ogee 閘門，高度H＝1.524 m， 閘門係數Cw＝2.098，試求正常水深 臨界水深 閘門水深 若發生水躍， 水躍後水深 能量坡度S 閘門與水躍間之距離L 水力坡降線 能量坡 降線。（30 分）

一渠道之寬度隨水深而變，如圖二所示。若b1＝5 m，b2＝3 m，y1＝2 m，y2＝1.5 m， 試求其流量Q 分別為何？（30 分） 水平渠道S0＝0，沒有能量損失，Hl＝0。 坡度渠道S0＝0.01，水頭損失，Hl＝0.5 m，漸變長度為10 m。 b1 b2 10 m Top view y1 y2 Side view Energy line Horizontal datum g V 2 2 g V 2 2 g V 2 2 L H 97 年公務人員高等考試三級考試試題 類 科：水利工程 科 目：渠道水力學 全一張 （背面）

有一梯形渠道，底寬4 m，45°邊坡，曼寧糙度n＝0.025，渠道坡降S0＝1×10-3。 若流量Q＝14.3 cms，試問：（20 分） 此時流況屬於何種流況？ 渠道坡降屬於何種坡降？

如圖五所示之直立下射式閘門設置於渠床水平之矩形斷面渠道，寬度5 公尺，閘門 上游水深3 公尺，閘門開度W 為0.6 公尺，出口水流之脈縮係數Cc 為0.61，請計 算流量。但忽略閘門上游與脈縮斷面間之能量損失。（10 分） 圖五 3 公尺 W CcW 基線 z1 h1 z2 h2   250 公尺