等流の計算Ver.6

等流の計算
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製品概要

システム概要

本システムは、等流計算により河川断面・定型断面(全19種類)での水深や流量の算出ならびに余裕高の計算を行います。等流計算は、マニング公式、クッター公式※円形状断面・矩形断面、ヘーゼンウィリアム公式※円形断面を用いて行います。
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』」に準拠し、水深及び流れの形態に基づき算出します。

計算方法
  1. 水深、流量計算
    マニング公式、クッター公式、へーゼンウイリアムス公式を用いて各断面形状ごとに、水深や流量を求めます。
  2. 余裕高の計算
    「土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 設計『水路工』」に準拠し、計算で算出した水深及び流れの型に基づき、余裕高を算出します。

適用基準・参考文献

適用基準・参考文献

  • 水理公式集
    平成11年11月 ((社)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 ((社)日本河川協会)
  • 土地改良事業計画設計基準及び運用・解説 『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 『パイプライン』
    平成21年 3月 (農林水産省農村振興局)

機能および制限

機能および制限

計算可能な断面と計算式

マニング クッター ヘーゼンウイリアムス
河川断面(単断面)
河川断面(複断面1)
河川断面(複断面2)
河川断面(任意断面)
矩形断面(1連)
矩形断面(2連)
円形断面
暗渠断面(任意断面)
標準馬蹄型断面
任意馬蹄型断面
ホロ型(Ⅰ)断面
ホロ型(Ⅱ)断面
U型断面
二次放物線
卵形管断面
自由勾配側溝断面
L型断面
DO管
ロールドガッタ断面

限界水深・フルード数の計算方法

  1. 「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つから選択します。
  2. 限界水深の算出は、図のように堤防高さの2倍を上限値として計算します。
    等流の計算

エネルギーの補正係数

  1. エネルギー補正係数αを「1.0」、「1.1」 の2つから選択します。
  2. 「α=1.1」を使うケースは次のような場合が考えられます。
    ・V1、V2、V3の流速変化が大きい場合
    ・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

土砂の混入を考慮した計算

  1. 土砂混入率、水・土砂の比重を設定することで、土砂の混入を考慮した流速及び流量の計算(ワングの式)が可能です。

河床・水路・管の勾配

  1. 「分数」、「小数」、「%」、「‰」での入力が可能です。
  2. 勾配ケースは、最大5ケースまで設定可能です。

断面形状および粗度係数

  1. 選択した断面に応じて入力データの制限があります。
  2. 代表的な粗度係数の値は以下の通りです。
人口水路・改修河川
  • コンクリート人口水路・・・・・・・・・0.014~0.020
  • スパイラル半管水路・・・・・・・・・・0.021~0.030
  • 両岸石張小水路(泥土床)・・・・・・・・0.025(平均値)
  • 岩盤堀放し・・・・・・・・・・・・・・0.035~0.050
  • 岩盤整正・・・・・・・・・・・・・・・0.025~0.040
  • 粘土性川床、洗堀のない程度の流速・・・0.016~0.022
  • 砂質ローム、粘土質ローム・・・・・・・0.020(平均値)
  • ドラグライン堀浚渫、雑草少・・・・・・0.025~0.033
自然河川
  • 平野の小流路、雑草無・・・・・・・・・0.025~0.033
  • 平野の小流路、雑草、潅木有・・・・・・0.030~0.040
  • 平野の小流路、雑草多、礫河床・・・・・0.040~0.055
  • 山地流路、砂利、玉石・・・・・・・・・0.030~0.050
  • 山地流路、玉石、大玉石・・・・・・・・0.040以上
  • 大流路、粘土、砂質床、蛇行少・・・・・0.018~0.035
  • 大流路、礫河床・・・・・・・・・・・・0.025~0.040

建設省 河川砂防技術基準(案)・調査編 平成11年7月30日

水深入力

  1. 「m入力」、「%入力」より選択が可能です。
  2. ケース数は30ケースまで追加することができます。

水位‐流水断面積・流量一覧表表示

  1. 断面の高さのピッチを任意で指定して一覧表に出力することができます。
  2. 水深ピッチの他に指定流量、最大流量時、最大流量時での流水断面積、流速、流量を出力することができます。

余裕高の計算方法

    1. 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。

前バージョンからの機能強化

  1. 「暗渠断面(任)」の等流計算に対応しました。座標値入力により、任意の暗渠断面形状を設定することが可能です。水面が分断されるよう形状入力にも対応しています。※粗度係数は一様とする
  2. 「自由勾配側溝」の断面形状で「(天井)円弧形」に対応しました。
  3. 「河川断面(任)」の計算書内容を一部見直し改善を行いました。

動作環境

  • OS
    Windows 8.1・10
  • プロテクト
    USB

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