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100年公務人員高等考試三級考試試題 代號：34770
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。
下列計算各題所需之物理常數、參數及公式等如未給時，請自行合理假設或推知。
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一、河川上游一矩型斷面的野溪寬 15 m，正中央有一橋墩寬 0.8 m，若橋墩之阻力係
數CD為2.0，橋墩下游水位為 2.0 m時之流量為 80 m3/s，請估計此時橋墩上游之
水位？橋墩上下游之比力（specific force）是否相同？（假設橋墩之阻力公式為
21
CF D
=
2
AV
ρ
a
HCQ =
，式中A為水流方向之投影面積。）（20 分）
二、配合比能圖分別闡述堰（weir）與測流槽（flume）的量水原理。此與渠道中的瓶
頸效應（choked condition）有何相關？若堰與測流槽之流量與水深關係可寫為
，請問a為何值？C
ff又涵蓋那些因子？（20 分）
三、某區域排水其設計斷面為 50 m寬，欲分析洪水流量增高至 100 m3/s，歷時 1小時，
水深為 2.0 m，在實驗室中以福祿數相似原則（Froude number similarity）建立的河
川模型（模型比 1/50），模擬其流量變化。請問應放多少的流量？流速比為何？
曼寧係數比為何？實驗時間應該多長？請問此時雷諾數（Reynolds number）是否相
同？（20 分）
四、入海口有一寬廣的矩形河川，流速 1.5 m/s，水深 2.5 m。突然湧進一高 0.9 m 的海
嘯湧浪，請計算海嘯的波速以及海嘯後的流速？假設海嘯湧浪在 10 分鐘向上游前
進2500 m，請計算海嘯的波高？（20 分）
五、請繪製矩形渠道上游 A段流至下游 B段之緩變流 GVF 曲線圖，須計算均勻流及臨
界流，並說明曲線種類。（20 分）
渠段 寬（m） 流量Q（m3/s） 坡度 S 曼寧係數 n
上游 A 3.5 10.0 0.0004 0.020
下游 B 3.0 10.0 0.0160 0.015