普考申論題
113年
[水利工程] 水利工程概要
第 二 題
📖 題組：
因任務需求，需用水理模式模擬兩渠段，其一水面線為 M1 曲線 、另一水面線為 S2 曲線，試回答下列問題： (一)試繪圖並說明 M1 及 S2 曲線之特性。（8 分） (二)因需運用水理模式分析，試說明兩案邊界條件分別如何給定。（6 分） (三)因工程師經驗不足，曼寧係數給定過大，請說明兩案計算出結果會如何偏差。（11 分）
因任務需求，需用水理模式模擬兩渠段，其一水面線為 M1 曲線 、另一水面線為 S2 曲線，試回答下列問題： (一)試繪圖並說明 M1 及 S2 曲線之特性。（8 分） (二)因需運用水理模式分析，試說明兩案邊界條件分別如何給定。（6 分） (三)因工程師經驗不足，曼寧係數給定過大，請說明兩案計算出結果會如何偏差。（11 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (二)
因需運用水理模式分析，試說明兩案邊界條件分別如何給定。（6 分）
思路引導 VIP
水理模擬的邊界條件由流態決定。緩流 (Subcritical) 的控制點在下游；急流 (Supercritical) 的控制點在上游。M1 為緩流，S2 雖然起始於 $y_c$ 以下但趨向 $y_n$，屬於急流態。
小題 (一)
試繪圖並說明 M1 及 S2 曲線之特性。（8 分）
思路引導 VIP
首先判斷 M 與 S 代表什麼：M 為緩坡 ($y_n > y_c$)，S 為陡坡 ($y_c > y_n$)。1 代表 $y > y_n$ 且 $y > y_c$；2 代表 $y$ 介於兩者之間。M1 是受下游回水影響的壅水曲線；S2 是陡坡段因水深逐漸趨向正常水深的降水曲線。
小題 (三)
因工程師經驗不足，曼寧係數給定過大，請說明兩案計算出結果會如何偏差。（11 分）
思路引導 VIP
曼寧係數 $n$ 過大代表阻力被高估。根據曼寧公式，$n$ 變大會導致計算出的正常水深 $y_n$ 變大。這會直接影響 M1 曲線的起始基準與 S2 曲線的收斂位置。