幅 5.5 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 m の等流で流れている。 水路床は 1 km あたり 5 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 = 5.5 my = 1 mn = 0.03落差 = 5 m/km
V = m/s
2.やさしい
幅 2.5 m の長方形の仕上げたコンクリートの水路(マニングの粗度係数 n = 0.012)を、水が水深 0.9 m の等流で流れている。 水路床は 1 km あたり 0.5 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。
b = 2.5 my = 0.9 mn = 0.012落差 = 0.5 m/km
V = m/s
3.ふつう
内径 900 mm のコンクリート製雨水管が、ちょうど満流で(圧力管ではなく開水路として)流れている。 マニングの粗度係数 n = 0.013、勾配は S = 0.0008 である。流量 Q を m³/s で求めよ。
D = 900 mmn = 0.013S = 0.0008
Q = m³/s
4.ふつう
台形のきれいな土の水路の底幅は 3.5 m、側面勾配は 1:1(水平:鉛直)である。水は水深 1.6 m の等流で流れている。 マニングの粗度係数 n = 0.022、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 = 1.6 mz = 1n = 0.022S = 0.002
Q = m³/s
5.むずかしい
底幅 5.5 m、側面勾配 2:1(水平:鉛直)の台形のきれいな土の水路は、 水深 2.3 m の等流で 43 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 = 43 m³/sb = 5.5 my = 2.3 mz = 2n = 0.022
S = m/m
6.むずかしい
内径 600 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 1 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 = 600 mmn = 0.013V = 1 m/s
S = m/m
解答
- 1. V = 1.917 m/s
- 2. V = 1.21 m/s
- 3. Q = 0.512 m³/s
- 4. Q = 16.77 m³/s
- 5. S = 0.0009908 m/m
- 6. S = 0.00212 m/m
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