關於排水工程的幾題問題(曼寧公式、最佳水力斷面、集流時間、逕流量...等)？

[bigtreecool]

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一、流速通常係依曼寧公式計算，請說明公式中的粗糙系數如何決定？以水土保持手冊為例，列出各種內面工糙率？
二、解釋最佳水力斷面，又如何求得最佳水力斷面？
三、何謂集流時間，試以公式說明如何估算集流時間？
四、試說明在台灣地區不同重現期之降雨強度可如何估算？
五、依集水區而言，何謂逕流量？逕流量可如何估算？

希望各位前輩能幫我解答，這是課堂老師問我們的問題，因為在書本上所找的資料不是很夠，所以希望由發問來求得更多的資料，謝謝。

[ftc693]

一、流速通常係依曼寧公式計算，請說明公式中的粗糙係數如何決定？以水土保持手冊為例，列出各種內面工糙率？
二、解釋最佳水力斷面，又如何求得最佳水力斷面？
三、何謂集流時間，試以公式說明如何估算集流時間？
四、試說明在台灣地區不同重現期之降雨強度可如何估算？
五、依集水區而言，何謂逕流量？逕流量可如何估算？

希望各位前輩能幫我解答，這是課堂老師問我們的問題，因為在書本上所找的資料不是很夠，所以希望由發問來求得更多的資料，謝謝。

1. 假如能取得除了粗糙係數外的所有資料,自然就可反過來求得粗糙係數

但是正常情況,當然是沒辦法. 所以通常就是用列出來的粗糙係數吧

2. 書本應該寫的很清楚

3.也是書本有

4.不同重現期應該搭配水文站測得的水文資料,利用威伯法或是頻率分析(如標準常態分佈或是皮
爾遜第三類分佈)等方法,來估算降雨強度.

5.書本也很清楚

其實每個問題都是基本問題

書本都寫得很清楚 有點懶得打了

自己翻翻書本吧
1.2 明渠(明渠水力學-謝平城,Flow in Open Channels--subramanya)
3.4.5 水文(如水文五百題.或水文學-李光敦,水文學-易任)

每一個問題 都寫得很清楚
如果沒有這些書 可以去圖書館翻一下就好了

[rainww25]

1.曼寧係數n屬一種經驗值,惟實務上經常使用,一般混凝土材質取0.015~0.016
2.最佳水力斷面指於該斷面型式下,容許流量最大,也許是不同形狀比較,也許溝壁角度不同比較
通常可用曼寧公式估算流量(因為此公式代表等速流之流況)Q=(1/n)R^0.67*S^0.5*A
3.集流時間係指集流區內最遠一點到下游出流點之時間,應該沒有一定公式,需視集流區內是渠流或漫地流
4.建議你可以去買一本公路排水設計規範或水土保持設計規範(download亦可),裡面有各種建議之不同重現 期距降雨下之降雨強度回歸經驗公式
5.逕流量主要指降雨量未入滲(以此為主,當然還有窪蓄,其他截流等)以外,直接流動入渠道之流量,最常見使用估算尖峰量者為合理化公式Q=(1/360)CIA, I(mm/hr),A(ha),C-逕流係數

[ftc693]

1.曼寧係數n屬一種經驗值,惟實務上經常使用,一般混凝土材質取0.015~0.016
2.最佳水力斷面指於該斷面型式下,容許流量最大,也許是不同形狀比較,也許溝壁角度不同比較
通常可用曼寧公式估算流量(因為此公式代表等速流之流況)Q=(1/n)R^0.67*S^0.5*A
3.集流時間係指集流區內最遠一點到下游出流點之時間,應該沒有一定公式,需視集流區內是渠流或漫地流
4.建議你可以去買一本公路排水設計規範或水土保持設計規範(download亦可),裡面有各種建議之不同重現 期距降雨下之降雨強度回歸經驗公式
5.逕流量主要指降雨量未入滲(以此為主,當然還有窪蓄,其他截流等)以外,直接流動入渠道之流量,最常見使用估算尖峰量者為合理化公式Q=(1/360)CIA, I(mm/hr),A(ha),C-逕流係數

補充一下好了

2.有點問題

曼寧本來就是估算流量 但問題是 如何把最佳水力斷面求出來

而不是知道 斷面的長寬 再去求流量

重新定義一下:最佳水利斷面 是指 在不同的形狀下 相同的斷面基條件 輸送的最大流量

譬如 在同樣斷面積下的矩形 當b=2y 為最佳斷面積

不是用曼寧公式去算 而是要反著去求出 最佳的斷面

通常是用dQ/Dy=0 來推求每種形狀 的最佳水利斷面

推導出 b=2y(矩形)

3. 集流時間 超多公式的 要看原PO 想要甚麼 自己去找

如: 美國加州公路局公式 (排水溝)tc=(0.87L^3/H)^0.385

或Rziha : tc=72(H/V)^0.6 等等.....

不同的公式 用的地方也不同

5. Q=CIA 是估算 尖峰流量 他要逕流量

應該就是單位歷線法了吧

都是一些最基本的問題

本來很懶得打 不過難得終於出現水利人 出來討論



所以還是花時間 打了一些

如果有錯 請多多指教

有點時間 沒讀書了

[rainww25]

看地出來FTC大是學水利的,不過我稍微解釋一下
2.最佳水力斷面用公式大致可表為dQ/dy=0(極端最大),惟此 Q值一般會用曼寧公式書寫代入演算,因為一般水利上會將最一般的流況視為等速流,以此作代表流量,當然你要用有C值的那個等速流量公式也非無不可
5.原PO提出的問題感覺挺實務,故一般就算逕流量要求者均為尖峰逕流量,相關資訊不足下,以我的工作經驗,用合理化公式估算此尖峰流量通常大致能接受,最好是兩者均演算再比較之,合理化公式通常會較為保守(值較大)

其實工作實務上,水利相關事宜遇到的機會是非常多的(如跨河橋梁),大學生有興趣者建議可將水利列為優選.....

[bigtreecool]

真的很謝謝兩位前輩的解答，書本也有去借了，但是有點廣義，也找了許多論文或文獻，對於內面工糙率和第四題有點不知道方向，可以煩請前輩在指導一下嘛，真的感激。

[jenhsuan]

一、流速通常係依曼寧公式計算，請說明公式中的粗糙系數如何決定？以水土保持手冊為例，列出各種內面工糙率？

有關曼寧阻力公式中的粗糙度係數，一般係以經驗公式推求，如
Strickler公式：n=0.0474(d50)^(1/6)
Meryer et al公式：n=0.0385(d90)^(1/6) ……
其中(d50)、(d90)為代表粒徑，其值係由河床質採樣粒徑分析而得。另可由查表而得曼寧粗糙度係數，可參照明渠相關書籍，均有詳細表列參考值，亦可參考95年2月版水土保持手冊之「工程方法篇」。

二、解釋最佳水力斷面，又如何求得最佳水力斷面？

有關定義方面我查查再來寫，其推求方法如rainww25所述dQ/dy=0，即可，Flow in Open Channels--subramanya有矩形、梯形、圓形等斷面的推導，可以參考一下。這些考試都會表唷!!!

三、何謂集流時間，試以公式說明如何估算集流時間？

集流時間乃一滴降雨自集水區最遠點，流至控制點所需的時間。一般會以分段計算，分為流入時間及流下時間推估，流入時間即雨水漫地流時間，在流入渠道前所需的時間，流下時間為流入渠道至控制點所需的時間，可由Rziha公式、加州公式等推估，於一般水文相關書籍均有介紹，可參表意任、王如意的「應用水文學」(俗稱水文學聖經)有詳盡之介紹。

四、試說明在台灣地區不同重現期之降雨強度可如何估算？

不同重現期之降雨強度需經由頻率分析而得，蒐集歷年降雨資料，以水文統計方法加以分析既可得到不同重現期之降雨強度。

五、依集水區而言，何謂逕流量？逕流量可如何估算？

當降雨發生後，經由地表或地下水匯集之水，概稱為逕流。一般小集水區指面積1000ha以下者，可以合理化公式推求洪峰逕流量，而大於1000ha以上都需以歷線法推求逕流歷線及逕流量。

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