令和6年度 前期 No.5論点:水理学重要度 B配点 1点未着手

長方形断面水路の流量(マニングの式)

これは2級土木施工管理技士 第一次検定 令和6年度 前期(2024年6月2日(日)実施) No.5の問題です。論点は「水理学」(重要度B・解答の形は四肢択一)。採点すると、解き方 3 手順・選択肢 4 つそれぞれの解説・引っかけの指摘が読めます。

下図のような定常流の流れの水路において水深H,幅Bにおける流量Qを求める次の式のうち,正しいものはどれか。

ただし,平均流速vはマニングの式を用いて求めるものとし,nは粗度係数,Iは動水勾配を表す。

長方形断面の水路の横断図。水路の幅はB,水深Hで水が流れている。

解答欄

選択肢を 1 つ選んで「採点する」を押してください。

正解

正解:(1) Q = (1/n) × BH × (BH / (2H+B))^(2/3) × I^(1/2)

解き方

  1. マニングの式は v = (1/n)・R^(2/3)・I^(1/2) で,Rは径深(流水断面積A÷潤辺P)である。
  2. 長方形断面では A = B・H,潤辺 P = B + 2H(水面幅は含まない)なので,R = BH / (2H + B) となる。
  3. 流量は Q = A・v = (1/n) × BH × (BH / (2H + B))^(2/3) × I^(1/2) となり,(1)が正しい。

選択肢ごとの解説

  1. (1)正しい。Q = A・v,v = (1/n)R^(2/3)I^(1/2),R = BH/(2H+B) である。
  2. (2)誤り。マニングの式は1/nを掛ける(nで割る)式で,nを掛けるのは誤りである。
  3. (3)誤り。径深は面積÷潤辺で BH/(2H+B) となり,分子と分母が逆である。
  4. (4)誤り。nを掛けている点と,径深の分子・分母が逆である点が誤りである。
引っかけ:潤辺に水面幅を含めてしまう誤りや,1/n と n の取り違えに注意する。

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出典:一般財団法人 全国建設研修センターが実施した2級土木施工管理技士 第一次検定 令和6年度 前期(2024年6月2日(日)実施) No.5。問題文は本試験の問題にもとづいています。解答・解説・論点の整理は資格試験対策.netの独自コンテンツです。最終更新 。この問題の誤りを報告する