Chapter 1 明渠水力學導論

1.1 水的基本性質

1.2 水的輸送方式

1.3 渠道的分類

1.4 渠流分類

1.5 流速分布

1.6 壓力分布

1.7 連續方程式

1.8 能量方程式

1.9 動量方程式



Chapter 2 水流能量與水深之關係

2.1 比能

2.2 臨界水深

2.3 斷面因子Z及第一水力指數M

2.4 渠床抬升或下降對水位之影響

2.5 渠道寬度變化對水位之影響

2.6 渠寬束縮且渠床抬升對水位之影響



Chapter 3 均勻流

3.1 前言

3.2 均勻流公式

3.3 曼寧粗糙係數n

3.4 複式渠道斷面

3.5 渠道輸水因子與斷面因子

3.6 第二水力指數N

3.7 標準修飾渠道

3.8 渠道最佳水力斷面

3.9 出水高度與彎道超高

3.10 穩定渠道設計



Chapter 4 漸變流理論

4.1 前言

4.2 漸變流方程式

4.3 漸變流水面線分類

4.4 漸變流水面線案例

4.5 控制斷面

4.6 水面線分析



Chapter 5 漸變流計算

5.1 前言

5.2 直接積分法

5.3 直接步推法

5.4 標準步推法

5.5 龍格—庫塔法



Chapter 6 急變流 1— 水躍

6.1 前言

6.2 水躍動量方程式

6.3 水平矩形渠道上的水躍

6.4 水平三角形渠道上的水躍

6.5 水平梯形渠道上的水躍

6.6 水平圓形渠道上的水躍

6.7 斜坡矩形渠道上的水躍

6.8 斜坡矩形束縮渠道上的水躍



Chapter 7 急變流 2—水工構造物

7.1 前言

7.2 堰的分類

7.3 銳緣堰

7.4 寬頂堰

7.5 溢洪道

7.6 閘門

7.7 鋸齒堰

7.8 彎道水流

7.9 自由跌水

7.10 臨界深度水槽



Chapter 8 空間變量流

8.1 前言

8.2 側向入流所形成的渠道空間變量流

8.3 側向出流空間變量流水面線

8.4 底孔出流空間變量流



Chapter 9 變量流

9.1 湧波

9.2 向下游傳遞之正湧波

9.3 向上游傳遞之正湧波

9.4 向下游移動負湧波

9.5 向上游移動負湧波

9.6 潰壩問題

9.7 聖維南方程式

序



　　明渠水力學是一門探討開放渠道中水流行為及運動規律的科學，主要涉及河流、運河、灌溉渠道、水工構造物（堰、溢洪道??）等的流動特性，內容涵蓋水流速度、流量、流況、能量損失、水位變化等方面。這門學科在水利工程、環境工程、水土保持工程和土木工程中有廣泛應用。



　　本書作者將多年來在成功大學講授的「明渠水力學」課程講義整理成冊，以供學習者參考使用。教學對象為大三學生，因此教材內容以定量流為主，編撰方式力求由淺入深、化繁為簡，以適合大學生的學習需求。



　　在準備教材時， 主要參考國際知名學者周文德教授的《Open Channel Hydraulics》和印度學者Subramanya教授的《Flow in Open Channels》。這兩本書內容豐富，但對於大學生可能過於深奧，因此我在教材中做了適當取捨，循序漸進，並強化例題解說，旨在增強初學者的理解能力和學習動力。



　　本書共九章，包括導論、水流能量與水深關係、均勻流、漸變流理論、漸變流計算、急變流1（水躍問題）、急變流2（水工構造物）、空間變量流及變量流。每章均附有習題。此外，每章結尾介紹一位近代對臺灣水利教育及工程事業有貢獻的前輩，以感念他們的貢獻並激勵後學。



　　由於作者知識有限，書中不足之處敬請指正。