水利工程 99 年渠道水力學考古題

一複式渠道如圖一所示，渠道的底床坡降S0＝0.0004，曼寧糙度n＝0.024，所有的側 坡為1:1，試求㈠總流量Q。（20 分）㈡平均流速。（5 分） 圖一

一寬廣的水平渠道中在斷面3 抬升10 cm產生臨界水深，且斷面1 及斷面2 有水躍 發生，如圖二。除水躍外忽略渠道的能量損失，若斷面3 的水深y3為30 cm，試求 ㈠斷面4 的速度及水深。（10 分）㈡斷面2 的速度及水深。（10 分）㈢斷面1 的 速度及水深。（10 分） 圖二

試說明推導沿主流向流量遞增之空間變量流（Spatially-Varied Flow）運動微分方程 式所用的原理及假設條件。（20 分）

有一矩形渠道以一流速V＝0.65 m/s，水深y＝1.4 m 流向下游。若上游水閘門突然 升起，流量變為原來流量的3 倍且形成一湧浪（surge）以Vw 的速度向下游傳播， 試求㈠速度Vw。（13 分）㈡湧浪的高。（12 分）

有一水壩構於水平河槽上，已知壩前水深為30 公尺，壩下游為乾河床。假設此水 壩瞬間潰壩，產生洪水波向下游傳遞，試計算潰壩後壩體處之即時水深及單位河寬 之流量。（20 分）