本研究以彰化縣溪湖地區的挖子圳幹線強化工程為例，旨在探討不同斷面形式對農田灌溉渠道流量的效益影響。研究的斷面形式包括矩形、半圓形、梯形（側坡角60度）以及梯形（側坡角45度），透過比較這些斷面的水理特性與經濟效益，為渠道設計提供優化建議。
研究採用美國陸軍工程兵團開發的水理模型軟體HEC-RAS，進行一維定量流模擬分析。研究方法基於挖子圳幹線的原始矩形斷面設計，在相同斷面積（5.36平方公尺）與設計流量（0.66 CMS）的基礎上，額外設計了三種理論上更具水理效益的斷面進行比較，包含：半圓形、梯形（側坡角60度）及梯形（側坡角45度）。模擬中考慮了渠道沿線的坡度變化，以及一段因施工限制而未改善的舊有渠段所造成的影響。
研究結果顯示，水理穩定性部分在半圓形與兩種梯形斷面在行經未改善的渠段時，水面線與流速變化較為平穩。反觀原設計的矩形斷面，在遭遇斷面急遽變化的區段時，會產生明顯的水位下降與流速增加，穩定性較差；能量損失部分，四種斷面方案的總能量損失差異不大，矩形損失最大(0.72公尺)，以半圓形及側坡角45度的梯形斷面損失最小（0.68公尺），水理效率最佳；工程經濟性部分，在不考慮特殊工法的前提下，梯形斷面展現了顯著的成本優勢；整體評估下，建議選擇編號3（梯形60度）斷面，因為其與編號1（矩形）相比，減少能量損失0.02公尺及減少每進行公尺材料費用3,741元，能兼顧水理穩定性、能量損失及成本經濟性。

This study evaluates the benefits of different cross-section designs for farmland irrigation canals, using the Wazi Canal reinforcement project in Changhua County, Taiwan, as a case study. The primary objective is to optimize channel design by comparing the hydraulic characteristics and economic efficiency of four cross-section shapes: rectangular, semi-circular, and two trapezoidal forms (with 60° and 45° side slopes, respectively). The analysis was conducted using the HEC-RAS hydraulic modeling software to simulate one-dimensional steady flow. The findings indicate that while the semi-circular and 45° trapezoidal sections offer the highest hydraulic efficiency in terms of minimal energy loss, the 60° trapezoidal section provides the most significant economic advantage regarding material costs. The original rectangular design was found to be the least stable when encountering abrupt changes in the channel. This research concludes that the 60° trapezoidal cross-section presents the most balanced solution, combining cost-effectiveness with reliable hydraulic performance for irrigation channel improvement projects.

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