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100 年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：
等 別： 三等考試
類 科： 水利工程
科 目： 渠道水力學
考試時間： 2小時 座號：
※注意：
可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
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一、試就陡坡（steep slope）與逆坡（adverse slope）之各種緩變流水面縱剖線（Gradually-
varied flow profiles），繪圖分析何者之比能係沿下游方向遞減？（10 分）
h
H
y2
y1
二、如圖所示，一臥箕溢洪道（Ogee spillway）高(H)30 m，水頭(h)5 m，流量係數（公
制）2.04m0.5/s。假設其下游為一等寬之水平矩形渠道，且尾水深度（tailwater depth）
與水躍後水深y2相等。試計算：
通過溢洪道之單寬流量。（5分）
溢洪道下游水深y1（忽略水流流經溢洪道之能量損失）。（10 分）
水躍之能量損失。（10 分）
三、側溢流堰（簡稱側堰，side weir）之流場屬空間變量流（spatially-vari ed flow）之一。
當主渠水流在側堰部分皆為亞臨界流（subcritical flow）時，其水深沿堰部向下游
遞減；反之皆為超臨界流（supercritical flow）時，則向下游遞增，試說明其原因。
（12 分）
若主渠道為緩坡（mild slope），渠道甚長，側堰頂部高度小於側堰上游端之臨界
水深（s < yc1），且側堰下游尾水深（tailwater depth）大於側堰下游端之臨界水
深（yt > yc2），試繪圖說明其水面縱剖線，並標示水面線名稱及控制點（control
point）。（8分）
四、一水平無摩擦（frictionless）之矩形渠道，其渠寬為 4 m，水深 2 m，流量 24m3/s。
若其下游端閘門突然部分關閉（sudden partial closure），使其流量減少為 16 m3/s。
計算湧浪（surge）之高度。（10 分）
計算湧浪之絕對速度。（10 分）
試簡略說明此一物理現象與水躍之相關性。（5分）
五、一寬廣定量均勻渠流，其流速剖面為v = cym，其中y為底床量起之高程，c與m為常
數，v為高程y處之流速。
試推導其動量與能量校正係數 α與β。（10 分）
當m = 1/8 時，試計算其 α與β值。（5分）
就直線矩形渠道而言，若渠寬逐漸減小，且其寬深比（aspect ratio）小於 5，則 α
與β值將如何變化？其物理意義為何？（5分）