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109 年農田水利新進人員聯合統一考試試題
考試類科【代碼】：灌溉工程人員【R2801-R2814】
專業科目一：渠道水力學概要
＊入場通知書編號：________________
注意：作答前先檢查答案卡(卷)，測驗入場通知書編號、座位標籤、應試科目是否相符，如有不同應立即
請監試人員處理。使用非本人答案卡(卷)作答者，該節不予計分。
本試卷為一張雙面，測驗題型分為【單選選擇題 15 題，每題 2分，合計 30 分】與【非選擇題 6
題，請參考各題配分，合計 70 分】。
選擇題限以 2B 鉛筆於答案卡上作答，請選出一個正確或最適當答案，答錯不倒扣；以複選作答或
未作答者，該題不予計分。
非選擇題限以藍、黑色鋼筆或原子筆於答案卷上採橫式作答，並請依標題指示之題號於各題指定作
答區內作答。
請勿於答案卡（卷）上書寫姓名、入場通知書編號或與答案無關之任何文字或符號。
本項測驗僅得使用簡易型電子計算器（不具任何財務函數、工程函數、儲存程式、文數字編輯、內
建程式、外接插卡、攝（錄）影音、資料傳輸、通訊或類似功能），且不得發出聲響。應考人如有
下列情事扣該節成績 10 分，如再犯者該節不予計分。1.電子計算器發出聲響，經制止仍執意續犯
者。2.將不符規定之電子計算器置於桌面或使用，經制止仍執意續犯者。
答案卡（卷）務必繳回，未繳回者該節以零分計算。
壹、單選選擇題 15 題【每題 2分，合計 30 分】
【2】1.福祿數(Froude number)之物理意義為下列何者？
慣性力和黏滯力之比
慣性力和重力之比
張力和重力之比
壓力和黏滯力之比
【1】2.渠道水力學中，水力半徑之定義為下列何者？
通水斷面積與潤周之比
通水斷面積與渠道頂寬之比
潤周與通水斷面積之比
通水斷面積與水深之比
【2】3.已知某一渠道斷面之總水頭
，則其比能 E應為下列何者？
E
E
E
E
【4】4.下列哪一種流況於渠道中及天然水路內均屬少見？
定量等速流
緩變速流
急變速流
變量等速流
【4】5.有關福祿數 F與流況之關係，下列敘述何者正確？
𝑭 < 1表超臨界流
𝑭 > 1表臨界流
𝑭 < 1時，渠流流速大於重力波波速
𝑭 1時，重力波波速與渠流流速相等
【3】6.水面縱剖線分類中，渠底坡降為緩坡，且 > > （ 表正常水深， 表臨界水深），則下列敘述
何者正確？
該曲線名稱為𝑀3 水面剖線之類型為迴水
渠流為亞臨界流 曲線名稱為𝑀1
【3】7.模型相似律中，除模型(m)與原型(p)間幾何相似外，採用福祿數相似定律時，則下列敘述何者正確？
（L表長度尺度）
速度比𝑉
𝑚𝑉
𝑝
⁄ 𝐿𝑚𝐿𝑝
⁄
流量比𝑄𝑚𝑄𝑝
⁄ (𝐿𝑚𝐿𝑝
⁄)3
⁄
曼寧糙度比𝑛𝑚𝑛𝑝
⁄ (𝐿𝑚𝐿𝑝
⁄)1 6
⁄
水力半徑比𝑅𝑚𝑅𝑝
⁄ (𝐿𝑚𝐿𝑝
⁄)1
⁄
【1】8.已知一渠底縱坡 S=0.0036 之矩形渠道，其寬度為 3m、水深為 2m，曼寧糙度 n=0.015，則下列敘述何
者正確？（註：0.85711/3=0.9499）
正常流量約為 21.6cms
流況為超臨界流
福祿數 F =0.082
流速為 1.5m/s
【2】9.某一 8m 寬矩形渠道之渠底縱坡為 0.0016，曼寧糙度 n=0.016，若渠道中輸水流量為 30cms，且其水
躍發生前後均已達正常流況，則下列敘述何者正確？
水躍發生前水深約為 0.5m
水躍發生後水深約為 1.48m
水躍前福祿數 F = 0.82
水躍能量損失約為 0.53m
【4】10.設計排水渠道時，下列哪一個因素不需考慮？
排水內外水位
土地權屬
排水出口位置
作物需水量
【3】11.下列何者不是潛孔口之優點？
構造簡單、易建造
可與分水門同建造
泥砂不易淤積
觀測簡單、流量易計算
【4】12.暗渠通過道路時，其管壁承受之壓力為何？
氣壓+水壓+土壓
氣壓+水壓+車載重
氣壓+土壓+車載重
土壓+水壓+車載重
【2】13.巴歇爾量水槽尺寸用下列哪一個部位進行定義？
收縮段
喉段
漸寬段
上游水頭
【3】14.下列何者為最佳水力斷面之定義？
渠道斷面不因水流沖刷發生水理上不安定的情況
渠道斷面不因泥沙淤積而使水中植物生長
渠道斷面採用最小之濕周及水力半徑通過最大流量
渠道斷面保留適當的出水高不使水流產生溢流
【1】15.灌溉排水渠道設計時所需通過流量之估算乃基於下列何者？
質量守恆
動量守恆
能量守恆
電荷守恆
【請接續背面】
貳、非選擇題 6題【合計 70 分】
第一題：
渠道水力學中有二個流速分布係數，即能量係數α及動量係數β，請寫出它們的數學表示式，包括理論式
及應用式。【10 分】
第二題：
一矩形斷面渠道之每公尺寬流量為 5cms，渠底縱坡 S = 0.009，曼寧糙度 n = 0.015，分別列式計算和回
答下列問題：（註：0.791/3=0.9244，0.795/3=0.6751，0.791/5=0.9539，0.793/5=0.8681）
（一）正常水深為多少公尺(m)？【5分】
（二）假設重力加速度為 9.81g/cm2，則渠底平均剪應力為多少 N/m2？【5分】
（三）流況為亞臨界流或超臨界流？為什麼？【5分】
第三題：
【圖三】為一灌溉渠道，水流量為 300 m3/min，A1流道截面積為 10 m2，A2流道截面積為 4 m2，請列式
計算下列問題：
A
1
V
1V
2
A
2
（一）流速 V1？【5分】
（二）流速 V2？【5分】
第四題：
有一長 100m 之矩形明渠，採混凝土內面工，粗糙係數假設為 0.01，渠底寬為 2.0m、起點高程為 11.0m
及終點高程為 10.0m，當通水面積為 2.1 m2時，假設重力加速度為 9.81g/cm2，則渠道之流況為亞臨界流或超
臨界流？【10 分；未列出計算過程者，不予計分】（註：0.5122/3=0.64，0.4122/3=0.55，0.6122/3=0.72）
第五題：
有一寬 5.0m 之矩形明渠，渠道內流量為 150cms，裝置一水門，水門之開度為 2.0m，水門上游之水深
為1.0m，假設重力加速度為 9.81 g/cm2，則水門下游產生水躍後之水深約為多少？【10 分；未列出計算過程
者，不予計分】
第六題：
請解釋下列名詞：
（一）臨界流【5分】
（二）繞庫排砂【5分】
（三）定量等速流【5分】
【圖三】