民國110年高考三級水利工程渠道水力學考古題

民國110年高考三級水利工程渠道水力學收錄考選部官方試題，共 5 題可線上瀏覽，考選部未公告本科目答案。

官方資料

有一寬為2 m 之矩形渠道，其上游段水深為1 m，流量為2.4 m3/s。其下游銜接一短漸變段，渠底抬高0.2 m 且渠寬減為1.7 m，然後恢復原渠寬。假設在此一漸變段之摩擦、斷面束縮及擴充之能量損失可忽略不計，水流在此漸變段是否會發生臨界流？試述其理由。（20 分）

一水平矩形渠道設有一直立式閘門，閘門上游蓄水深度為y0，閘門下游渠道為乾床狀態，渠道之摩擦損失可忽略不計。當閘門瞬間完全拉起，試推導閘門處之單寬流量與y0 之關係式。（20 分）

有一梯形渠道，渠底寬為2 m，邊坡坡度為2H（水平）：1V（垂直），其流量為20 m3/s，水深為0.8 m，則其共軛水深（conjugate depth）及臨界水深（critical depth）各為多少？（20 分）

有一水平定型（prismatic）渠道，銜接一矩形側溢流段，水流經溢流段因有溢流而產生水面變化，假設其摩擦損失可忽略不計，試分析及畫出水流在側溢流段各種可能之水面線。（20 分）

一上游為超臨界流況之矩形渠道，其岸壁向內轉一角度(θ)如下圖所示，流況從超臨界流變為亞臨界流，並形成一波鋒（wave front）線，該線與上游岸壁之夾角為β，試推導波鋒線之下、上游水深比（y2/y1）與夾角 θ、β之關係式。（20 分）岸壁波鋒線流速v1, 水深y1 θ β 流速v2, 水深y2