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地特三等申論題 114年 [水利工程] 渠道水力學

第 三 題

一寬廣矩形渠道的單寬流量為 2.0 m3/s/m,福祿數(Froude number, Fr)為 0.4。假設曼寧係數 n = 0.014,計算正常水深,以及所對應之渠道坡度。(25 分)
📝 此題為申論題

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看到本題,關鍵字是「寬廣矩形渠道」(Wide Rectangular Channel)。

  1. 辨識幾何近似:寬廣矩形渠道的特點在於其寬度遠大於水深,因此在計算上,水力半徑 (R) 可直接近似等於水深 (y)。這會大幅簡化曼寧公式的計算。
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【考點分析】 本題考查「寬廣矩形渠道」的特性應用。重點在於結合福祿數的定義反推水深,並運用曼寧公式(Manning's formula)計算維持該正常水深所需的渠道底床坡度。 【理論/法規依據】

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