不等流の計算 Ver.7

不等流の計算_メイン画面価格 220,000円(税込)

不等流の計算・余裕高の計算・流下能力の計算並びに圧力流れの計算を行います

システム概要

不等流計算では、河川断面、定型断面に流量を与え、ベルヌーイの定理により各測点の水深、損失水頭を求めます。余裕高の計算は、「土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 設計『水路工』」に基づき、水深・流れの形態により算出します。
「等流計算」の場合は、マニング流量公式により各区間の流下能力計算します。「不等流計算」の場合は、5ケース以上の流量を対象として不等流計算を行い、このときの水位と流量をもとに各測点の計画高水位相当の水位をもとに流下能力を計算します。
圧力流れの計算では、自由水面を持つ常流の流れに対しては不等流計算を行い、満管以上の流れは、動水勾配より水位を計算します。

適用基準・参考文献

  • 水理公式集  平成11年11月 (土木学会)
  • 建設省河川砂防技術基準(案)同解説・調査編  平成 9年10月 (日本河川協会)
  • 河川における樹木管理の手引き  平成11年 9月 (リバーフロント整備センター)
  • 土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 設計 『水路工』
      平成26年 3月 (農林水産省農村振興局)
  • 土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 設計『パイプライン』
      平成21年3月(農林水産省農村振興局)
  • 河道計画検討の手引き  平成14年 2月 (国土技術研究センター)

機能および制限

対応断面

  • 河川断面 (任意断面・単断面・複断面)
  • 定型断面 (矩形・円形・標準馬蹄形・任意馬蹄形・ホロ型(Ⅰ)・ホロ型(Ⅱ)・U型・卵形管)

レベル選択

レベル選択は「河川断面」選択時のみ有効となり、その他の定形断面は「レベル1」となります。

  • レベル1
      単断面で潤辺内の粗度係数が一様な場合
  • レベル1a
      単断面で潤辺内の粗度状況が変化している場合
  • レベル2
      複断面で潤辺内の粗度状況が変化している場合
  • レベル2a
      複断面で潤辺内の粗度係数が一様な場合
  • レベル3
      複断面で潤辺内の粗度状況が変化している場合
      各分割断面内の流速計算を行います。
      また、断面内の平均流速を算出します。
    不等流の計算_断面データのレベル選択

計算可能な局所損失形状

  • 漸角・急拡・急縮・湾曲・流入・流出・漸縮・段上げ(せき上げ背水計算)・段落ち(低下背水計算)・曲がり(管)・屈曲・合流・スクリーン・橋脚
  • 急拡・急縮による損失係数、段落ちによる損失水頭などの自動計算を行うことができます。

計算方法

  • 常流として下流から上流へ計算
     (仮想堤防高が設定されていない場合に、水位が堤防高を超えたり、水位が収束しない場合は一旦、限界水水深に置換え計算を行ないます)
  • 射流として上流から下流へ計算
     (水位が収束しない場合は一旦、限界水深に置換え計算を行います)
  • 常流・射流混在計算
     (1回目の常流計算で決定された流れの型を優先し、遷移流(支配断面)になる所を抽出し限界水深に置換え射流計算します。ここで2回目の射流計算結果が流れの型とします。
    混在計算の場合、常流水位と射流水位を求め各測点における共役水位を求め、その共役水位と常流水位との交点として跳水位置を算出します)

限界水深・フルード数の計算方法

  • 「水理水深(土地改良)による方法」・「井田の合成径深による方法」・「最深水深による方法」の3つから選択できます。

損失水頭計算に使用する距離

  • 「水平距離」・「斜距離」(水路勾配を考慮) の2つから選択できます。

始点水位

  • 「限界水深」・「等流水深」・「水深指定」の3つから選択できます。

エネルギーの補正係数

  • エネルギー補正係数αを「1.0」、「1.1」 の2つから選択できます。

「α=1.1」を使うケースは次のような場合が考えられます。
  ・複断面形で低水部と高水部での流速差が大きい場合
  ・川幅の急激な変化、水路の急縮、急拡などの流れの剥離が起こる場合
  ・湾曲部など断面内で流速に大きな変化がある場合

圧力流れの計算

  • 「しない」とした場合、あくまでも自由水面を持った不等流計算を行うもので、圧力流れになった場合は、限界水深に置換え計算を行います。
  • 「する」とした場合は、自由水面を持つ常流の流れに対しては不等流計算を行い、満管以上の流れに対しては、動水勾配より水位を計算します。

余裕高の計算方法

  • 水路形式の形状を選択すると計算式が表示されます。
     [常流]
      ・無ライニング水路並びにライニング水路
      ・擁壁型水路(フレーム、擁壁水路、箱型暗渠、既製品水路等)
      ・トンネル並びに暗渠(d1/D1)
      ・トンネル並びに暗渠(d2/D2)
     [射流]
      ・小規模射流、急流水路以外の場合
      ・急流工の場合

※ただし、用水路及び排水路の水路余裕高算定と水路壁決定のフローチャートによる判定は行いません。

出力機能

  • 計算書 (設計条件・不等流計算・流下能力計算・余裕高計算)
  • 不等流計算の計算結果 (常流計算・射流計算・混在計算)
  • 縦断図 (対象ケースのみ〔常流・射流結果の指定・同時表示〕、全ケース水位同時表示)
  • 断面図
  • 流下能力図 (左右護岸高の低い方・左右護岸指定・左右護岸同時表示)
  • DXF出力 (縦断図・断面図)

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サブスクリプション費用 44,000円(税込)/年(購入時1年間は含まれております)

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