高考申論題
111年
[港灣工程] 海岸工程(包括近岸測量)
第 一 題
📖 題組：
在一、在外海水深 60 公尺處，測得如下 12 個波浪之波高與週期資料，試推求： (一)示性波之波高（m）與週期（s），(二)示性波之單位面積能量（kJ/m2）， (三)示性波之能量通量（kW/m）。（25 分） 測得順序 1 2 3 4 5 6 波高（m） 1.3 3.2 2.6 5.2 4.1 3.3 週期（sec） 4.6 6.2 6.1 8.9 5.8 6.3 測得順序 7 8 9 10 11 12 波高（m） 1.4 4.5 5.8 5.1 4.1 2.4 週期（sec） 4.3 8.1 9.5 7.9 6.5 5.2
在一、在外海水深 60 公尺處，測得如下 12 個波浪之波高與週期資料，試推求： (一)示性波之波高（m）與週期（s），(二)示性波之單位面積能量（kJ/m2）， (三)示性波之能量通量（kW/m）。（25 分） 測得順序 1 2 3 4 5 6 波高（m） 1.3 3.2 2.6 5.2 4.1 3.3 週期（sec） 4.6 6.2 6.1 8.9 5.8 6.3 測得順序 7 8 9 10 11 12 波高（m） 1.4 4.5 5.8 5.1 4.1 2.4 週期（sec） 4.3 8.1 9.5 7.9 6.5 5.2
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (一)
示性波之波高（m）與週期（s）
思路引導 VIP
看到波浪統計資料，首先要想到「示性波（H_1/3）」的定義：將波高由大到小排序，取前三分之一大波高的平均值作為示性波高，並取這些波高對應的週期平均值為示性週期。後續能量與能量通量計算，則需帶入微小振幅波理論，並務必檢核 h/L_0 判斷水深類別（深水波或過渡區波）以選用正確的群速公式。
小題 (二)
示性波之單位面積能量（kJ/m2）
思路引導 VIP
本題需先從12筆觀測資料中，挑選出波高最大的前1/3（即4個波），計算其平均值得到示性波高。接著代入微小振幅波理論的能量公式 E = 1/8 ρgH²，並自行假設合理的海水密度，最後將單位換算為 kJ/m²。
小題 (三)
示性波之能量通量（kW/m）
思路引導 VIP
面對此題，應先將波高由大至小排序，取前三分之一大波浪之平均求得示性波高(Hs)與週期(Ts)。接著以週期計算深水波長(L0)以判定水深(d=60m)是否屬於深海波(d/L0 > 0.5)。確認為深海波後，代入深海群速與能量公式求得能量通量(P = E × Cg)。