地特三等申論題
107年
[水利工程] 渠道水力學
第 二 題
📖 題組：
一矩形斷面渠道之寬度為 1 m，水深為 0.8 m，底床縱坡為 0.001，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
一矩形斷面渠道之寬度為 1 m，水深為 0.8 m，底床縱坡為 0.001，試求：（每小題 10 分，共 20 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (二)
剪速度（shear velocity）為多少 m/s？
思路引導 VIP
看到求剪速度（shear velocity）的題目，第一步先計算渠道的幾何性質（面積、濕周）來求得水力半徑 R。第二步直接代入剪速度的基本公式 $u^* = \sqrt{g R S_0}$ 即可得出答案，注意單位與重力加速度 $g$ 的取值。
小題 (一)
底床拖曳平均剪應力為多少 Nt/m²？
思路引導 VIP
遇到求算渠道底床拖曳平均剪應力的題目，應直覺想到公式 τ_0 = γ R S_0。解題時先依據矩形斷面的幾何條件求出水力半徑 (R = A/P)，再代入常溫下水的單位重與底床縱坡即可得解。
矩形渠道剪速度計算
💡 利用斷面幾何特性與底床坡度求解剪速度
🔗 剪速度求解標準程序
- 1 幾何分析 — 由寬度b與水深y計算A與P
- 2 水力半徑 — 計算 R = A / P
- 3 參數整合 — 代入重力 g 與縱坡 S0
- 4 公式求解 — u* = sqrt(gRS0) 得出結果
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🔄 延伸學習：延伸學習：剪速度與底床剪應力 tau_0 = rho * (u*)^2 的轉換關係
