地特三等申論題
107年
[水利工程] 渠道水力學
第 一 題
📖 題組:
某一觀測站觀測一水面平均寬度約 500 m 之河川,今上游突然發生洪水,在觀測站處之流量估計約 8000 cms,水位上升率約 0.5 m/hr,試以一維變量流理論估算:(每小題 10 分,共 20 分)
某一觀測站觀測一水面平均寬度約 500 m 之河川,今上游突然發生洪水,在觀測站處之流量估計約 8000 cms,水位上升率約 0.5 m/hr,試以一維變量流理論估算:(每小題 10 分,共 20 分)
📝 此題為申論題,共 2 小題
小題 (一)
此時距此觀測站上游 1 km 處之洪水流量約多少 cms?
思路引導 VIP
看到「一維變量流理論」與「水位上升率」,應立即聯想到「一維非恆定流之連續方程式」。透過「河段水體儲蓄量變化率等於入流量減出流量」的物理觀念,以觀測站流量加上河段儲存水量變化率,即可推算上游流量,計算時務必注意時間單位(小時轉換為秒)的一致性。
小題 (二)
此時距此站下游多遠處之洪水量約為 6000 cms?
思路引導 VIP
看到一維變量流且給定「水位上升率(時間變化)」與「流量改變(空間變化)」,應立刻聯想到聖維南方程式(Saint-Venant equations)中的「連續方程式」。利用連續方程式 $\partial Q/\partial x + B(\partial y/\partial t) = 0$,先求出流量隨空間的衰減率,再搭配有限差分法推算達到目標流量的距離。