高考申論題
113年
[水利工程] 水利工程
第 三 題
📖 題組：
四、某水平矩型渠道有水躍發生，經觀察下游側流況為水深 5m、單寬流量為 20m^3/m-s。試問： (一)上游側流況。（5 分） (二)水躍前後能量損失。（10 分） (三)請畫出比能圖（比能-水深）並說明水躍發生前後的流況狀態。（10 分）
四、某水平矩型渠道有水躍發生，經觀察下游側流況為水深 5m、單寬流量為 20m^3/m-s。試問： (一)上游側流況。（5 分） (二)水躍前後能量損失。（10 分） (三)請畫出比能圖（比能-水深）並說明水躍發生前後的流況狀態。（10 分）
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
請畫出比能圖（比能-水深）並說明水躍發生前後的流況狀態。（10 分）
思路引導 VIP
- 繪圖要點：橫軸為比能 E，縱軸為水深 y。畫出雙曲線狀的比能曲線。
- 標示關鍵點：臨界水深 $y_c$，上游水深 $y_1$ (超臨界)，下游水深 $y_2$ (亞臨界)。
小題 (一)
上游側流況。（5 分）
思路引導 VIP
- 給定條件：下游水深 $y_2 = 5$ m，單寬流量 $q = 20$ m$^2$/s。
- 目標：求上游水深 $y_1$。
小題 (二)
水躍前後能量損失。（10 分）
思路引導 VIP
- 能量損失公式：$\Delta E = E_1 - E_2$。
- 對於矩形渠道水躍，有專門簡化公式：$\Delta E = \frac{(y_2 - y_1)^3}{4 y_1 y_2}$。