幅 3 m の長方形の芝で覆われた土の水路(マニングの粗度係数 n = 0.03)を、水が水深 1.2 m の等流で流れている。 水路床は 1 km あたり 4 m 下がる。 SI 単位のマニングの式を用いて平均流速 V を求めよ。
解答つき開水路の流れ(マニング)ワークシート
1.やさしい
b = 3 my = 1.2 mn = 0.03落差 = 4 m/km
V = m/s
2.やさしい
幅 4 m の長方形のきれいな土の水路(マニングの粗度係数 n = 0.022)を、水が水深 0.6 m の等流で流れている。 水路床勾配は S = 0.003 である。 SI 単位のマニングの式を用いて平均流速 V を求めよ。
b = 4 my = 0.6 mn = 0.022S = 0.003
V = m/s
3.ふつう
長方形の仕上げたコンクリートの水路の幅は 3.5 m である。水は水深 2.5 m の等流で流れている。 マニングの粗度係数 n = 0.012、水路床勾配は S = 0.002 である。流量 Q を m³/s で求めよ。
b = 3.5 my = 2.5 mn = 0.012S = 0.002
Q = m³/s
4.ふつう
台形の砂利の水路の底幅は 4 m、側面勾配は 2:1(水平:鉛直)である。水は水深 1.4 m の等流で流れている。 マニングの粗度係数 n = 0.025、水路床勾配は S = 0.001 である。流量 Q を m³/s で求めよ。
b = 4 my = 1.4 mz = 2n = 0.025S = 0.001
Q = m³/s
5.むずかしい
幅 6 m の長方形のきれいな土の水路は、 水深 2.1 m の等流で 29 m³/s を流さなければならない。マニングの粗度係数 n = 0.022。必要な水路床勾配 S を(m/m で)求めよ。
Q = 29 m³/sb = 6 my = 2.1 mn = 0.022
S = m/m
6.むずかしい
内径 300 mm のコンクリート製下水管(マニングの粗度係数 n = 0.013)は、ちょうど満流で流れるときに 0.75 m/s の自浄作用流速に達しなければならない。最小勾配 S を(m/m で)求めよ。
D = 300 mmn = 0.013V = 0.75 m/s
S = m/m
解答
- 1. V = 1.609 m/s
- 2. V = 1.487 m/s
- 3. Q = 33.25 m³/s
- 4. Q = 11.46 m³/s
- 5. S = 0.001934 m/m
- 6. S = 0.003006 m/m
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