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102年特種考試地方政府公務人員考試試題 代號：33270
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、有一矩形定型渠道（如示意圖），若渠坡很小近似水平，輸送 6 m3/sec 流量，此渠道
上游寬 3 m，水深為 0.6 m，今希望藉由束縮中下游渠寬，以造成下游發生臨界流況，
請問此束縮後之最大寬度為何（10 分）？假設無能量損失，若此束縮後寬度小於前
述最大寬度，試繪圖說明其上、下游之水深及比能如何變化（10 分）？
二、第一水力指數方程式 Z2 = C1yM，式中 Z為斷面因子， T
A
AZ =，A為通水斷面積，
T為水面寬，請問：
若經量測推算兩組(Z,y)值分別為(128,8)、(4,2)，請依此條件建立 M值之計算式，
並推算其值。（10 分）
若已知渠道斷面為三角形水力最佳斷面，請建立 M值之計算式，並推算其值。
（10 分）
三、一矩形渠道（如示意圖），其中段有一臥箕（ogee）堰，該堰高 2 m，堰上單位寬溢流量
為1.5 m2/sec，其流量係數為 3.6，堰底尾水深為 0.5 m，請問經堰溢流道後其能量損失
為何（5分）？請問堰下游若再形成水躍，則其水躍後之水深為何（7分）？此水躍
產生的能量損失為何（8分）？
四、在定型渠道中，假設原本水流流況為均勻流，其曼寧公式（Manning’s formula）中
之n值為定值，試證明：
在寬矩形渠道上發生斜升波（monoclinal wave），其波速與水體的流速比為 5/3。
（10 分）
在三角形渠道中，上述的比值為 4/3。（10 分）
五、有一穩定水流自溢洪道流入一 20 m 寬的水平矩形渠道，其水深由 1.5 m 經水躍消能
後抬升為 5 m，請推求渠道流量消能效率臨界水深水躍長度。
（每小題 5分，共 20 分）
（
示意圖
）
（
示意圖
）
y2=0.5
m
y3=?
m
2
m
q =1.5m2/sec
y1
Q=6m3/sec
B1B2