115年 - 115 灌溉管理組織新進農田水利事業人員甄試試題_灌溉工程人員︰渠道水力學概要#144192

1.渠道水力學中，有關水力半徑的定義，下列何者正確？ (A)通水斷面積與渠道頂寬的比值 (B)濕周與通水斷面積的比值 (C)通水斷面積與濕周的比值 (D)水深與渠道底寬的比值

2.應用曼寧公式(Manning's formula)計算渠流時，若維持其他條件不變，僅增加渠道的縱坡度(S)， 則平均流速將會如何變化？ (A)隨之增加 (B)隨之減少 (C)保持不變 (D)變為零

3.水躍發生時，通常會伴隨著下列哪一種現象？ (A)能量大量產生 (B)劇烈的消能與能量損失 (C)流速劇烈增加 (D)水深大幅度降低

4.若某一明渠流的福祿數剛好等於 1(Fr=1)，此時的水流狀態稱之為何？ (A)超臨界流 (B)亞臨界流 (C)臨界流 (D)停滯流

5.依據曼寧公式，若渠道表面的粗糙係數(n 值)越大，在其他條件相同下，水流速度會如何變化？ (A)越快 (B)越慢 (C)不受影響 (D)忽快忽慢

6.水躍發生前、後的水深，在水力學上通常被稱為下列何者？ (A)交替水深 (B)共軛水深 (C)正常水深 (D)臨界水深

7.在非常寬廣的矩形渠道(寬度遠大於水深)中，其水力半徑可以近似替代為下列何者？ (A)渠道寬度 (B)水流深度 (C)濕周的一半 (D)臨界水深

8.有關最佳水力斷面的定義，下列敘述何者最適當？ (A)渠道斷面不論如何變化，流速都維持不變 (B)在固定的通水斷面積下，具有最小濕周，能通過最大流量的斷面 (C)在固定的周長下，能容納最少水量的斷面 (D)施作成本最貴、結構最複雜的斷面

9.當渠道達到等速流狀態時，下列哪三項坡度的斜率完全相同？ (A)渠底坡度、水面坡度、能量線坡度 (B)渠底坡度、臨界坡度、摩擦坡度 (C)水面坡度、臨界坡度、能量線坡度 (D)渠底坡度、側壁坡度、水面坡度

10.某農田灌溉渠道為矩形斷面，寬度為 2m，正常供水時水深為 0.8m，量測得平均流速為 1.5m/s。依 據流量公式，該渠道之流量最接近下列何者？ (A) 1.2m³/s (B) 2.4m³/s (C) 3.0m³/s (D)4.5m³/s

11.某農田灌溉系統利用一條未滿流之渠道將水輸送至下游田區。在正常運轉期間，渠道內之水位會隨 流量變化而升降，且渠道上方保留一定空間供洪水通過，稱為下列何者？ (A)壓力流 (B)管流 (C)明渠流 (D)滲流

12.某矩形渠道寬度為 4m，水深為 1m。工程師甲表示此渠道通水斷面積為 4m²。工程師乙表示此渠道 之濕周為 6m。下列何者正確？ (A)僅甲正確 (B)僅乙正確 (C)甲、乙皆正確 (D)甲、乙皆錯誤

13.下列何者最符合「比力(Specific Force)」之定義？ (A)單位重量流體所具有之能量 (B)渠道斷面之動量函數 (C)單位時間通過渠道之流量 (D)渠道底部之剪應力

14.某矩形渠道於固定流量下逐漸縮窄。工程師發現水流由原本較深且流速較慢的狀態，逐漸轉變為較 淺且流速較快的狀態。此過程最可能與下列何種概念有關？ (A)水力半徑增加 (B)臨界流條件 (C)滲流作用 (D)水躍消能

15.在固定流量條件下，當渠道流況達到臨界流時，下列何者正確？ (A)比能達到最大值 (B)比能達到最小值 (C)流量變為零 (D)水深達到最大值

第一題：

     請解釋何謂水力半徑(R)？並計算一個底寬 b=4m、水深 y=2m 的矩形通水渠道，其水力半徑為多少公尺？【15 分】

第二題：

    請寫出福祿數(Froude number, Fr)的數學表示式(以平均流速 V、重力加速度 g、水力深度 D 表示)， 並說明如何利用福祿數的大小來區分 3 種不同的流況。【10 分】

（二）平均流速 V。

（三）此時流況為亞臨界流、臨界流或超臨界流？（重力加速度 g 取 9.81m/s²）

（一）原設計流量為多少？

（二）淤積後若仍要通過相同流量，平均流速需增加到多少？

（三）此變化可能造成什麼水理風險？