高考申論題
106年
[水利工程] 渠道水力學
第 二 題
二、有一渠道系統係由二條矩形但渠寬不同之渠道，中間以一短漸變渠道銜接而成，如圖一所示。已知上游端渠道之單寬流量為 1.0 m2/s，正常水深為 0.8 m，下游端渠道之單寬流量為 1.5 m2/s，其正常水深為 0.5 m，假設在短漸變渠道內之能量損失可忽略不計，試分析並畫出此一渠道系統可能之水面線。（25 分）
📝 此題為申論題
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面對渠道寬度或斷面改變加上坡度變化的題型，首要步驟是計算上、下游的「臨界水深」以判定渠坡類型（緩坡或陡坡）。接著，必須計算上游正常流比能與下游所需之最小比能（臨界比能），檢核是否發生「阻塞（Choke）」現象。若發生阻塞，代表上游將產生壅水曲線（如 M1），下游再根據控制斷面的水深向下過渡（如 S2），即可完整勾勒水面線。
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【解題關鍵】先分別計算上、下游的臨界水深以判別渠坡種類，接著比對上游正常流比能與漸變段所需之最小比能，藉由阻塞現象（Choking）的判斷來推演水面曲線。 【解答】 計算：
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