高考申論題
112年
[水利工程] 渠道水力學
第 二 題
二、有一甚長之矩形渠道，渠寬 6 m、流量 14 m3/s、渠坡 0.005、曼寧 n = 0.0145，上游渠段為正常水深，下游尾水深為 1.2 m。試計算水深變化，並繪出完整水面剖線、標示水面線名稱與水深。（25 分）
📝 此題為申論題
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本題屬於緩變流與水躍的綜合題型。看到題目首先應計算臨界水深與正常水深，藉由兩者大小關係判定該渠段為陡坡或緩坡。接著比對上下游邊界條件（上游正常水深、下游尾水深）與臨界水深的關係，判斷必然會發生水躍，最後求出水躍的共軛水深來銜接並推論出水面剖線的型態（如S1曲線）。
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【解題思路】首先利用曼寧公式與臨界流條件求出正常水深 ($y_n$) 及臨界水深 ($y_c$) 以判別渠坡種類，接著比對尾水深確認水躍發生位置，並計算共軛水深以繪製完整水面剖線。 【詳解】 一、計算臨界水深 ($y_c$)
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