流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

4e19bcef 6249 4151 af88 6e2af5ceb10a 1 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算 流量計算 ソフト

流量計算、水理計算、排水計算、雨水計算、雨量計算のフリーソフトです。
台形断面・円形断面・任意形状断面の流量計算、オリフィス流量計算・単断面・複断面の水理計算・水深計算、矩形水路・台形水路・管渠水路の流下能力計算・管渠断面計算、計画雨水量と施設流量を比較、汚水の流量計算ソフトウェア、降雨強度式・マニング公式・クッター公式・マニング式・合理式による雨水量の計算、雨水浸透施設の浸透量を計算などのフリーソフトやExcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。
雨水排水計算・雨水流量計算・雨量計算・河川流量計算・水路流量計算・配管流量計算・等流計算・不等流計算のソフトウェアや、排水勾配計算システム・排水管口径計算・流下能力計算・雨水浸透計算・流速計算のアプリやExcelテンプレートもランキング上位の人気です。

  1. 流量計算、水理計算のフリーソフト
    1. 流量計算と水理計算とは、異なるもの
    2. 水理計算プログラム for Win
    3. 水理計算
    4. 単断面水路
    5. 流量計算「Flow2」(台形、円形) 【フリー版】
    6. 雨水排水流量計算書
    7. 排水設計
  2. 排水計算、雨水計算のフリーソフト
    1. 流量計算 (雨水編)
    2. 流量計算 (汚水編)
    3. 21世紀 雨水流量計算システム 「1秒算雨水」
    4. 21世紀 汚水流量計算システム 「1秒算汚水」
    5. 流量計算 (合流編)
    6. 雨水浸透施設計算
  3. 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算
    1. 開水路がもつ独自の問題として、常流と射流の2つの流れがあります
    2. 開水路の流れは、管水路の流れと同じ法則に従い、ベルヌーイの定理が基本
    3. 降雨強度の算出は、タルボット式で計算します
    4. 水の粒子が接しながら、連続して運動することを水の流れといいます
  4. 水理計算・排水計算・雨水計算で流量計算にフリーウェアを活用する方法
    1. 摩擦損失の違いによる摩擦損失水頭の変化が流量計算のポイント
    2. 配管、水路内での管壁の影響は表面摩擦応力、摩擦速度の計算が必要
    3. 閉水路の速度分布から雨水排水計算や雨水流量計算を行う
    4. 水路の計算に使用する平均速度公式と摩擦抵抗則の使い方
    5. 短い時間に作用する水の力は運動量の方程式から求める
    6. 防波堤などに影響する波の力は合田式により計算するのがポイント
  5. 流量計算・等流計算・不等流計算・排水計算などの特徴と計算方法
    1. 増水時に必要な流量計算・水理計算・排水計算・雨水計算にはソフトが便利
    2. 流速・流量・水路断面の計算方法とは
    3. 管水路と開水路それぞれの特徴について
    4. 等流計算と不等流計算は河川や水路などの深さを求める
    5. 水の総量を想定した排水計算は排水施設の設計に繋がる
    6. 排水管の設計に必要な勾配計算
    7. 配管流量計算を簡単にするオリフィス計算

流量計算、水理計算のフリーソフト

流量計算と水理計算とは、異なるもの

流量計算とは、設計する構造物の大きさ、水路や管路等のサイズで、流下能力が可能か否かを判断するものです。一般的に流量計算の対象は、道路排水、道路側溝、下水道の雨水計画・汚水計画、上水道の給排水計画、農業用水の水路・圧送管路等、河川等に流れ流水になります。国土交通省・農林水産省・厚生労働省等、それぞれの設計基準に整合した計算式を用いて計算します。
水理計算とは、流量計算と異なり、次のように水の特性を把握する計算方法です。
・静水圧による水圧計算、浮力の計算
・水の運動エネルギー計算、層流乱流計算・等流・不等流・損失水道計算
・管水路のサイホン計算・管網計算・ポンプ計算
・開水路の複断面河川の流量、水路断面の計算
・オリフィス・せき・ゲート等の計算
排水雨水計算とは、雨水の計画流出量を算出することをいいます。その計算式には合理式、実験式等があり、流出係数(c)や流達時間(t)、排水面積(ha)等の設計条件を用いて計算します。道路排水・下水等の側溝や、水路及び管路等の必要断面を決定するに用います。

水理計算プログラム for Win

水理計算プログラム for Win0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

簡単メニュー・多公式対応の水理計算プログラムです。側溝などの給排水計画の際、図表などを利用して概算で扱われることが多いため、公式で手軽に計算できるようにつくられています。各公式別に素早く計算でき、動作も軽快なので、水路の断面チェック用に有効です。おすすめツールです。

水理計算

水理計算0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

単断面および複断面の水理計算(水深計算)を行うプログラムです。矩形水路、台形水路、管渠水路に対応します。流下能力計算(管渠断面)を行います。マニング式平均流速公式により計算し、計算書を出力できます。ランキング上位の人気アプリです。

単断面水路

単断面水路0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算
単断面水路の流量および流速の算出および計算が行えるフリーソフトです。土木設計業務における単断面水路の流量、水深、余裕高算出の際に発生する業務効率を向上させます。水深から流量、流量から水深の算出、水路の断面形状・流量よる勾配の決定、限界水深を求めて常流か射流かを判定、流量(Q)から余裕高の算出などが可能となり、煩わしい計算を簡単に取り扱うことができます。

流量計算「Flow2」(台形、円形) 【フリー版】

流量計算「Flow2」(台形、円形) 【フリー版】0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算
台形断面、円形断面の等流計算を、マニング公式を流用することで算出するフリーソフトです。限界水深等の水理特性も計算することができます。特長として、断面形状を図化するため入力条件の確認が容易、勾配の範囲計算が可能、合成粗度に対応、最大20計算の計算書を1つのファイル内で管理可能といったポイントがあります。難しい計算を効率よく算出するためには重要なツールとなっています。

雨水排水流量計算書

雨水排水流量計算書0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算
雨水排水の流量を計算する表シートです。主に亀の甲に分割した面積について、計画流出量を算出していきます。平均降雨強度が一定の場合について使用することができます。なお、平均流速式は「マニング」または「クッター」となります。流出量の計算については、三種類の地目についてまで同時に算出する事が可能です。ソフト自体はエクセルを使用されていますので、使い方は簡単です。

排水設計

排水設計0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算
地形データを取込み、集水区域の設定により集水面積を算出し、雨水流出量、流量計算を行うプログラムです。各区域での定型断面における流量計算も算出することができます。また、カルバート断面の検討並びに排水ます設置間隔の検討も可能です。煩わしいこうした計算各種を簡易化することで、業務効率を改善することができます。なお、サンプル版となっているので使用には注意が必要です。


排水計算、雨水計算のフリーソフト

流量計算 (雨水編)

流量計算 (雨水編)0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

雨水施設の種類と大きさを、計画雨水量と施設の流量を比較し決定する人気ソフトです。VP管、VU管、強化プラスチック複合管、ヒューム管、U型トラフ等の、勾配やマニング式による流速及び流量を計算します。施設の負担できる最大流域面積も計算し、排水勾配計算・排水管口径計算・流下能力計算・オリフィス流量計算にも対応します。計算のチェックが容易なので、ランキング上位のおすすめツールです。

流量計算 (汚水編)

流量計算 (汚水編)0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

汚水施設の種類と大きさを、計画汚水量と施設の流量を比較し決定するソフトです。施設の負担できる最大計画人口も計算します。流速の計算はマニング公式又は、クッター公式によります。手計算と同様に印刷されますので、計算のチェックができ、申請書等に添付できるおすすめツールです。

21世紀 雨水流量計算システム 「1秒算雨水」

21世紀 雨水流量計算システム 「1秒算雨水」0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

パワーアップバージョンした流量計算表のプログラムです。エクセルを使用し、表形式流量計算書報告書にもそのまま添付可能です。面積の逓加を算出し、延長の最長を自動判別加算します。認可外からの流入にも対応します。雨水排水計算・オリフィス流量計算・雨水流量計算・河川流量計算・水路流量計算・配管流量計算・不等流計算などもできる人気エクセル用アプリです。

21世紀 汚水流量計算システム 「1秒算汚水」

21世紀 汚水流量計算システム 「1秒算汚水」0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

汚水の流量計算表の人気プログラムです。エクセルを使用し、表形式流量計算書報告書にもそのまま添付可能です。各自治体の様式に合わせられます。面積の逓加を自動算出し、延長の最長を自動判別加算します。おすすめのエクセル用ツールです。

流量計算 (合流編)

流量計算 (合流編)0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

下水排水施設の勾配による流速及び流量を計算し、種類と大きさを、計画下水量と施設の流量を比較し決定するソフトです。流速の計算は、マニング公式又はクッター公式によります。出力は、手計算と同様に印刷されますので、計算のチェックができ、申請書等に添付できます。雨水排水計算・雨水流量計算・河川流量計算・雨量計算・オリフィス流量計算・水路流量計算・配管流量計算・等流計算・不等流計算なども可能なアプリです。

雨水浸透施設計算

雨水浸透施設計算0 - 流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

雨水浸透施設の浸透量を計算し、対策雨水量と比較して施設の種類及び大きさを決定します。対策雨水量の計算は合理式によります。結果は、エディタに書き込み、結果の編集、複数の施設をまとめて印刷、他のソフトへの貼り付け等できます。地域の計算方法を追加できます。等流計算・不等流計算・雨水浸透計算・流速計算なども可能なアプリです。



流量計算 ソフト、エクセル・水理計算・排水計算・雨水計算

開水路がもつ独自の問題として、常流と射流の2つの流れがあります

開水路がもつ独自の問題として、常流と射流の2つの流れがあり、開水路の水理を検討する際には、たいへん重要なことになります。洪水到達時間、港研式、降雨強度式算出ソフト、水理公式、降雨強度式、水理計算、流出計算など、流量計算・排水計画・雨量計算・等流計算・不等流計算・排水勾配計算・排水管口径計算・流下能力計算・雨水浸透計算・流速計算のフリーソフトのリンク集です。
流れの種類には、等流、不等流、不定流などがありますが、どの流れを検討する際にも、等流計算が基本になります。ある程度の長い区間において水路の状況が一定であれば、その区間の流れは等流ということができます。流量計算、流速、フリーソフト、調整池、クラーヘン式、タルボット式、ルチーハ式、マニングなどのフリーソフトやExcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。ランキングに入るようなおすすめツールを揃えましたよ。
側溝などにある人工水路の設計では、等流計算がよく使われます。開水路についての検討が必要です。通常の開水路の流れは、自然河川の流れ、用水路、排水路、下水道の流れなど、大気に接しながら、河床勾配に沿って流れています。


□ 排水関係設計図の作成について

排水施設が適切に施工されるために、必要に応じて次に示すような排水関係設計図を作成しなければならない。
(1) 排水系統図
(2) 横断図
(3) 横断排水施設一般図(横断工詳細図)

排水系統図について、排水系統を明確にするために、必要に応じて排水系統図を作成する。排水系統図には、以下の事項を記入する。
(a) 排水施設の名称、サイズ、敷高、側溝や排水管の通水断面、集水桝の内空断面
(b) 排水の流下方向は、図中に矢印で記入する。
(c) 排水勾配
(d) 排水構造物の図面表示、旗上げ
(e) その他、集水桝部における表示の凡例等

□ 用途地域別平均流出係数について

用途地域別平均流出係数は、次の通りとする。
 敷地内に間地が非常に少ない商業地域及び類似の住宅地域 : 0.80
 浸透面の屋外作業場等の間地を若干もつ工場地域及び若干庭がある住宅地域 : 0.65
 住宅公団団地等の中層住宅団地及び1戸建て住宅の多い地域 : 0.50
 庭園を多く持つ高級住宅地域及び畑地等が割合残っている郊外地域 : 0.35
                      参考文献:「道路土工要綱」

開水路の流れは、管水路の流れと同じ法則に従い、ベルヌーイの定理が基本

開水路の流れは、管水路の流れと同じ法則に従い、ベルヌーイの定理が基本になります。各種の断面形状について、流積、水深、潤辺、径深、勾配などの関係を、事前に把握しておくことが大切です。台形断面・円形断面・任意形状断面の流量計算、雨水浸透施設の浸透量を計算、矩形水路・台形水路・管渠水路の流下能力計算・管渠断面計算などの流量計算、水理計算、排水計算、雨水計算、雨量計算、雨水排水計算・雨水流量計算・オリフィス流量計算・河川流量計算・水路流量計算・配管流量計算のフリーソフトです。
水路の断面の形状と勾配が一定な水路に一定流量の水が流れるとき、流れは等流となり、流速と水深はどの断面でも一定になりますが、現実にはこんな開水路はありません。水理計算を行う際には、水路断面の形状について、開水路の断面形を計画します。
単断面・複断面の水理計算・水深計算、計画雨水量と施設流量を比較、汚水の流量計算、マニング公式・クッター公式・合理式による雨水量の計算など、流量計算、水理計算、排水計算、雨水計算、雨量計算のソフトやExcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。開水路は自由な断面をもつ流れであることから、管水路と比較して水深、水面勾配、流速などが、時間の経過、場所の変化などにより、流れの状況がたいへん複雑になります。
排水勾配計算・排水管口径計算・流下能力計算・雨水浸透計算・流速計算のアプリやソフトウェアもありますよ。

排水工の設計に当たっては、以下の基本的事項を考慮するものとする。

 (1) 事前の調査結果等を十分検討し、反映させること。
 (2) 自然条件や社会条件などの現地条件を十分考慮すること。
 (3) 経済性・施工性を重視すること。
 (4) 排水の流末処理を十分考慮すること。
 (5) 維持管理が容易な構造とすること。
 一般に道路の損傷のうち、のり面崩壊、排水溝の閉塞による土砂流出、排水不良による盛土や擁壁の崩壊、横断排水路呑吐口翼壁部分の洗掘などの損傷は、直接、間接に水が原因となって起こるものが多い。

 道路排水施設については、次のように分類される。

 路面排水として、側溝、のり肩排水施設、排水ます、取り付け管・排水管・マンホールなどがある。のり面排水として、のり肩排水施設、縦排水施設、小段排水施設、のり尻排水施設などがある。道路横断排水として、カルバートなどがある。地下排水として、盛土内の地下排水工、切り盛り境部の地下排水工、基礎地盤の排水工などがある。流末排水処理、構造物裏込め部の排水などがある。路床路盤の排水として、路側の地下排水溝、横断地下排水溝、しゃ断排水溝などがある。施工の円滑化を図るための排水準備排水工、工事中の仮排水、隣接地からの流入水排除、工事中の流末排水処理などがある。
                     参考文献:「道路土工要綱」

降雨強度の算出は、タルボット式で計算します

降雨強度の算出は、タルボット式で計算します。平均流速の算出は、マニング式で計算します。コックの開きが少ない状態で、ガラス管内の流速が小さいときに着色液を流すと、着色液は管の軸線に平行に、はっきりした直線を描いて流れます。通常の水の流れは、ほとんど乱流であると考えてよいでしょう。
コックの開きを大きくし、ガラス管内の流速がある速度までくると、着色液の線は波状になります。ガラス管の入口に別の細い管を入れて、細管から水と同じ比重の着色液をガラス管内に流し込みます。レイノルズが行った実験から、流れには二つの状態があることがわかりました。
水理計算、水量計算、流量計算式、雨水排水計算、雨水流量計算・河川流量計算・水路流量計算・配管流量計算、等流計算、不等流計算、排水勾配計算・排水管口径計算・流下能力計算・雨水浸透計算・流速計算、開水路余裕高の算定、低水位・高水位流量計算、マニング式などのフリーソフトやExcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。開水路の流れには、水深が小さく流速が限界流速より大きい射流と、水深が大ぎく流速が限界流速より小さい常流の、2種類の流れがあります。

水の粒子が接しながら、連続して運動することを水の流れといいます

水の粒子が接しながら、連続して運動することを水の流れといいます。雨水雨量、洪水調節、水路、等流不等流、排水、流量計算、堰、水理計算、ダムなどのフリーソフトやソフトウェアが、無料でダウンロードできます。流速は流積内のそれぞれの場所で異なりますが、流れを考える際には、一般的には、流積内の平均流速を用います。変形に対する抵抗は、流体の種類や温度により違ってきますが、抵抗を生じる特性を粘性といいます。水路断面のなかで、水に接する部分を潤辺、流積を潤辺の長さで割ったものを径深といいます。水に外部からエネルギーを作用させると、ポンプで水に圧力を加えると、水を低い場所から高い場所へ流すことができます。水に作用する力は、重力と圧力です。水には若干の粘性があります。単位時間内に流積を流れる水の量を流量といいます。雨水流量計算、ハイドログラフ、排水量計算、計画雨水量計算、水路流量計算、道路外構の雨水排水、道路排水計画、雨水流量計算、水路断面計算、計画雨水量の算定、雨水排水計算・雨水流量計算・河川流量計算・水路流量計算・配管流量計算、オリフィス流量計算、排水勾配計算ソフトウェア・排水管口径計算・流下能力計算・雨水浸透計算・流速計算、カーベイ式、マニング式、降雨強度式など、水理計算、ダムのソフトやExcelテンプレートが、無料でダウンロードできます。水の流れについて、流速と流量について検討します。流体には変形に対する抵抗力がありません。
ランキング上位の人気ツールやエクセルのシステムを揃えたので、色々試してみてください。自分なりの使いやすいソフトウェアランキングを作るのもおすすめですよ。

■ 降雨強度について

降雨強度による方法は、実測された降雨強度の資料から任意の継続時間に対応した降雨量の毎年最大値を用いて、その生起確率の評価を行って降雨強度式を作成するものである。
 しかし、流出量の算出に含まれる各種の誤差要因等を勘案した結果、実測したデータを用いて厳密に各流達時間毎の降雨強度を求め確率評価することは、流出量の算出に含まれる各種の誤差要因等を勘案したうえで、実務上から不必要と判断し、次の三方式を採用することとする。
(1)近傍観測所の確率降雨強度式の適用
(2)降雨強度表の利用
(3)特性係数法の適用

■ 流末処理について

排水の流末処理については、以下の点に留意しなければならない。
(1) 道路の排水は、河川、下水道または排水路まで導くよう計画するものとし、それぞれの管理者と事前に協議を行う。
(2) やむを得ずのり面を流れた雨水を自然放流する場合には、その放流先への悪影響がないよう適切な措置を行う。
(3) 流末として浸透式を採用する場合には、浸透桝周辺の透水係数を把握し流入量を十分処理できるような施設を設けるなど、道路及び周辺構造物への影響や浸透能力の長期性能を慎重に検討し、適切な措置を行う。
            参考文献:「道路土工要綱」

水理計算・排水計算・雨水計算で流量計算にフリーウェアを活用する方法

摩擦損失の違いによる摩擦損失水頭の変化が流量計算のポイント

水に限らず流体というものは必ず粘性があります。これは気体でも液体でも必ず存在します。もちろん気体の種類や液体の種類によっても粘性が変わってきます。そのため、水路や配管の中に水などの流体が流れるときはその粘性により、水の粒子と流路の間の表面摩擦及び水流体同士の間に内部摩擦が生じます。これらの摩擦減少により水が流れようとするエネルギーは、一部が熱エネルギーに変換されてしまい、これが摩擦損失抵抗となります。これを特に流体では摩擦損失水頭と呼びます。 例えば配管や水路の内径が変化せずに平行に設置している場合、上流と下流の圧力P、速度v、水頭zの値が全てP1=P2、v1=v2、z1=z2の場合水は流れません。そのため必ずP1>P2、v1>v2、z1>z2という状態になることが必要です。これら摩擦損失を考慮した流体の式はベルヌーイの定理と呼ばれています。 摩擦損失水頭hというものは、水深の深さに比例する、速度水頭に比例する、配管や水路の直径に比例するという特徴があり、これらの関係を表した摩擦損失水頭の計算式がダルシーワイスバッハの式となります。 この中で難しいのが摩擦損失係数というものです。例えば同じ流体を同じ圧力、速度、高低差で流すとしても流す管路の中の摩擦損失が違えば摩擦損失水頭も変化していきます。しかし、全ての管路内部の摩擦損失がどの程度かを知るのは非常に困難です。それを表したのがニクラーゼの実験結果です。層流の範囲ではある一定の直線状に変化して、乱流の範囲では配管の管路の材料などにより変化することがわかります。 このようにベルヌーイの定理の計算やダルシーワイスバッハの式による摩擦損失水頭の計算、流量計算やそれに伴う配管流量計算は非常に難しく手計算で行うのは困難です。しかし、ネット上にはこのような計算を行うことができるフリーのソフトウェアが多数存在します。中にはExcelで作られているものも有りますので、それをテンプレートとして自分なりの計算ソフトウェアを作るのもおすすめです。

配管、水路内での管壁の影響は表面摩擦応力、摩擦速度の計算が必要

配管や水路の中での流体の流れは最も管壁の摩擦を受ける管壁付近の速度が遅く、中心部になるほど管壁の影響を受けないので早くなります。これらを表すのが摩擦速度となります。 層流の場合の配管や水路内での流速分布は一定の放物線を描いているように表現することができます。この流速分布をハーゲンポアジュールの法則と呼びます。流速を計算するには水の粘性係数より計算します。 乱流になるとその名の通り水が管内で激しく渦を巻きながら進んでいます。そのため管壁に非常に近いところを除けば流速の分布は一様になっていると考えます。そのため、乱流の場合の平均流速の計算は対数や壁面の粗さを考慮することが必要で非常に複雑なものになります。 このように摩擦を考慮した流速の計算は流量計算、排水計算、配管流量計算で非常二重です。しかし同時に非常に複雑になる場合が多いです。ネット上ではフリーウェアやExcelで多くのソフトがアップロードされており殆どが無料でダウンロードできるので、自分にあったソフトを探してみるのがおすすめです。もし、自分に合うソフトがなくてもExcelなどであれば自分で改造することができるので、それをテンプレートとして変更するのもおすすめです。

閉水路の速度分布から雨水排水計算や雨水流量計算を行う

閉水路では横断面や鉛直方向で速度分布を考慮することが必要です。一般的な長方形断面の閉水路では最大流速が発生するのは、水平方向では中央、鉛直方向では水面のやや下と言われています。なぜかというと水面や壁面に近づくに従い水の表面張力により、速度が低下していくからです。 水路における水の接する壁・底の長さの合計を潤辺と呼びますが、ここの摩擦力が水路の速度に大きく影響します。この場合水路の角度や表面摩擦力から計算する必要があります。 同様に水路の鉛直方向の速度分布では層流か乱流により速度分布が大きく異なります。層流の場合は比較的単純な式となりますが、乱流の場合はハーゲン・ポアジュールの式と同様に対数を使用する必要があるので、手計算では非常に難しくなります。 このような水路に関する計算を行うことで雨水排水計算や雨水流量計算を行うことができるため、水路流量計算は非常に幅広い範囲で応用できます。しかし、いちいち手計算で行うのは業務効率的に悪いです。そのため自分なりの計算ソフトを作成するのがおすすめですが、1から作成するのは効率が悪いです。 は、フリーダウンロードできるexcelのテンプレート・雛形ソフトを活用すれば、簡単に作成することがでます。 人気ランキングなどを参考に、いろいろ使って比較し、自分にあったものを選ぶとよいでしょう。

水路の計算に使用する平均速度公式と摩擦抵抗則の使い方

水路の中に水が流れると考えるとその中の流速分布もしくは平均流速は、勾配による流れの力と壁面の摩擦損失により釣り合った状態となります。しかし、実用上は平均流速公式を用いることが非常に多いです。昔からこれらは実験によって導き出されてきました。よく使用されるのがジェシーの公式とヘーゼン・ウィリアムスの公式となります。 下水道の計算に使用されるのがジェシーの公式となります。非常に多く使用される式です。基本的に勾配と深さから流量係数をもとに計算していきます。その場合は水路の性質により係数が固定されているので比較的簡単に計算することができます。 アメリカで実験結果をもとに導かれたのがヘーゼン・ウィリアムスの公式です。逆排水管の設計で非常に多く使用される式です。こちらはジェシーの四季より若干複雑となっています。また、平均流速が1.5m/s未満の場合は適用外なので注意が必要です。 このような水路の排水計算や排水勾配の計算は水路を設計する上で書かせません。これにより排水勾配計算なども行うことができるからです。これらの計算もExcel等のソフトで計算ソフトを作るのがおすすめです。計算ソフトの人気アプリやエクセルテンプレートは、フリーソフトでも実務に使用できるものが多くあります。製品版の購入の前にフリーソフトをダウンロードし、使用してみてください。自分にどのツールがあっているのかを比較してランキングし、見つけるのがベストな検討方法です。

水路の流量計算は平均流速公式、マニングの式を使って計算

河川や人工的に作成した水路の計算で実験から導き出されたのがマニングの式となります。この式は非常に単純でわかりやすく、河川や水路でも高い精度を有し、乱流や壁面が荒い水路でもよく適合するので幅広く使用されています。 その中でも粗度係数という係数が使用されています。これは簡単に言うと水路の壁面や底の粗さを示す値です。値が低いほどなめらかで高いほど荒くなります。これらも壁面の種類により規定されているので、簡単に使用することができます。 このように非常に単純な水路や排水計算、雨水排水計算、河川流量計算、水路流量計算でも業務効率を上げる為にはフリーウェアなどのソフトを用いて計算するのがおすすめです。フリーウェアであればコストも掛からないので、気軽に使用することができます。Excelで作られてものであれば自分でカスタマイズして、オリジナルのソフトウェアを作ることも可能です。

短い時間に作用する水の力は運動量の方程式から求める

ノズルから激しく噴出する水は非常に大きな力を持っており、配管の中を流れる水は曲がりがあればその管壁に影響を及ぼしながら流れていきます。このような流体の運動の中でも極めて短い時間に働く場合は運動量の方程式を使用します。 この場合の運動量というのは速度と質量をかけ合わせたものを表します。特にある秒数の中で速度が変化した場合は力とその時間をかけたものに等しくなります。 またこのような場合は必ず反力が働きますこの場合の反力も計算で求めることができます。 これによりオリフィスの選定などを行うことができるようになりますが、同時にこれらの式も非常に複雑なのでインターネットでフリーウェアやエクセルのテンプレートを探すと良いでしょう。

防波堤などに影響する波の力は合田式により計算するのがポイント

海などで水面が上下に動きながら伝達していく減少を波といいます。波が防波堤などに衝突して水しぶきになることを見たことがあると思いますが、この波が及ぼす力を波力といいます。波にも種類があり重複波と砕波の二種類に別れます。しかし、実際の波は複雑でこれらの2つに完全に分けることは不可能です。 波圧の計算としては合田式が代表的な計算方法です。この式は重複波と砕波の区別をせずに計算することができます。幅広く使用される式です。 波圧の計算は非常に複雑で計算するのは大変です。このような式はネット上のアップロードされているソフトウェアを使用するのがおすすめです。人気のソフトを調べるのは比較サイトなどを使用して調べるのがおすすめです。

水理計算・排水計算・雨水計算で流量計算のフリーソフトを調べる場合には、次のような機能があるかどうか、自分なりに比較ランキングしてみてください。
〔流量計算ソフトの機能チェックポイント〕
・流量計算、排水計算、水理計算、マニング式など、全般の機能があるか
・雨水排水計算、河川流量計算、水路流量計算、配管流量計算などの計算ができるか
・等流計算、不等流計算、雨水計算、雨量計算、オリフィス、降雨強度式が付いているか
・排水勾配計算、排水管口径計算、流下能力計算、雨水浸透計算、流速計算などができるか
・水路、側溝、配管などに対応しているか

流量計算・等流計算・不等流計算・排水計算などの特徴と計算方法

増水時に必要な流量計算・水理計算・排水計算・雨水計算にはソフトが便利

雨が降ると、河川が増水し、排水管に水があふれるという状況が生じ、それを避けるために流量計算・排水計算・雨水計算を行って、河川流量計算から流下能力計算や貯水量やダムの放水量を検討します。排水の場合は、雨量計算から排水流量を求め、雨水浸透計算や排水管の排水管口径計算や雨水浸透計算などから排水水路の検討を行います。なお、水理計算は流量計算などの流体力学の計算として主体的な分野ですが、給水に関して水頭圧を決める計算で、雨水流量計算とは関係が薄いため、水理計算の説明は省きます。
流量計算・排水計算・雨水計算の無料のフリーソフトは、多く出されています。流量計算・排水計算・雨水計算は、それぞれがさらに細分化された計算があり、それらを個別にしたフリーソフトやアプリ、流量計算ならそれらをまとめたソフトやアプリなど、ランキングで上位を占めるフリーソフト、人気の高いソフトなどがあり、比較すると使い易いツールやテンプレートを備えたソフトで、自分の仕事に合ったソフトやアプリが見つかります。多くがエクセル(excel)を使ったソフトで扱いやすく、ダウンロードして試用することをおすすめします。また、流量計算・排水計算・雨水計算を1つにまとめて、大雨時の対策をどうするかという計算を地域の防災マップと連動させて計算する、システムソフトウェアも有料ながら多くの会社から出されています。機能制限はあるものの、ダウンロードして試用するのもおすすめです。

流速・流量・水路断面の計算方法とは

流速は、水路のある固定点を通る水の速度を表し、流速計算vは、距離/時問で計算されます。流量とは、単位時間(1秒間)に、水路のある断面積Aを通過する水の体積で、Qで表します。流量計算Qは、体積/時間で計算されます。流速計算と流量計算の関係は、Q=A×v、と計算できます。
水路断面とは、水路内の一つの切口で、水の流れに対して直角の方向となります。水路断面のうち、流積とは水が流れる部分の面積Aで、単位はm2、cm2などです。潤辺とは、流積で水が周囲の壁や底と接している長さSで、単位はm、cmを使います。流積Aを潤辺Sで割った値が、径深Rあるいは水理学的平均水深Rと言い、R=A/S、で計算されます。
① 幅が広く、水深の浅い河川の場合は、径深Rと水深Hはほぼ同じになります。
② 円形管水路の場合は、R=D/4(Dは管の内径です)、で計算されます。
流速vは、断面内の位置によって異なってくるため、平均流速uが使われます。断面平均流速vは、断面内の各点の水の流速を平均化して、断面全体の流速を表しています。

管水路と開水路それぞれの特徴について

水路とは、水が継続的に流れているときの道筋です。水路の流れは、大気圧と接触している自由水面がある開水路と、自由水面がない管水路分けられます。
管水路の特徴は、① 周囲が壁で囲まれ、断面が閉じている、② 管の中に水が充満して流れていることです。管水路の流れは、管の内壁に大気圧以上の水圧が作用し、その圧力差で水が管内を流れます。水路の形状が途中で変わると、管の壁面の圧力が変化するため、圧力が減少すると、流れが速くなります。
開水路の特徴は、① 水面が大気圧に接している、② 水面は、流量や水路断面が変化すると上下することです。開水路の水面を自由水面と言い、開水路では、自由水面があるため、常流や射流のような流れが起こります。流れの方向は、水に作用する重力に左右され、高い所から低い所へと流れます。もし壁面が管の形をしていても、下水道管のように自由水面があれば、それは開水路です。

等流計算と不等流計算は河川や水路などの深さを求める

川の流れには、定常流と非定常流があります。定常流は流量が時間によらず一定の流れで、非定常流は洪水のように、流量が時間とともに変わる流れです。非定常流はめったに起こらないため、河川流量計算は定常流として扱います。定常流には等流と不等流があり、等流計算と不等流計算は、河川や水路など開水路の流量や深さを求める計算です。等流は、深さや傾斜がどこでも同じとなる流れで、水位は流量に比例します。一方、不等流は、河川の深さと傾斜が河川に沿って変化する流れで、流量は同じでも、川の水位は川の場所ごとに違います。河川では雨水流量計算で、上昇していく水のレベルが、堤防を越えるかどうかが分かり、さらにどれだけ水かさが増したら堤防の上端まで達するか、降雨強度式と河川流量計算でチェックする必要があります。河川の幅や断面形状などの情報は図面などが分かっていれば、等流計算と不等流計算によって河川の状況が予想できます。
等流計算では、河川の流量は川の断面積と流速の積で求められ、流速計算はマニング式から求められます。マニング式の平均流速計算式は、粗度係数の逆数・径深の2/3乗・水面勾配の1/2乗で表されます。粗度係数は河川の底の砂利・小石・藻などの状態形状で変化し、径深は川の断面積と断面形状から計算されます。不等流計算では、微分方程式で表された式から、河川の長さを少しずつ変え、場所ごとの水位や傾斜を逐次解法で求めます。
等流計算や不等流計算は、河川を流れる流量を扱うには、もっとも難しい計算で、その方法などの理論が、いくつもの論文で研究されています。その等流計算や不等流計算を扱う無料のフリーソフトやアプリは、エクセル(excel)を使ったフリーソフトも含め、多くのソフト不が出されています。人気の高いソフトやアプリ、ランキング上位のソフトは、河川の断面を図面とともに計算結果をだし、断面がどう変われば流量がどう変わるかといった一種、色々なツールやテンプレートを備えたシミュレーションを含んだソフトとなっているのが特徴です。人気のソフトやランキング上位のソフトをダウンロードして比較して試すと、無料とは言え面白い結果が出るかも知れず、おすすめです。
等流計算、不等流計算で川底の状態を想定して計算することは結構難しい作業です。川底が砂利のとき、藻で埋め尽くされている時、傾斜があちこち合って断面が一定でないときなどの計算では、システム化された有料のソフトウェアが、有効です。いろいろな川の状態のパターンをテンプレートや選択ツールで選ぶことができ、図面に詳細が表されて計算されるため、ダウンロードして試用や機能を確認するのもおすすめです。

水の総量を想定した排水計算は排水施設の設計に繋がる

排水施設の設計、雨水排水計算は、降雨、地下水などが、施設に集まる水の総量を想定して、流下能力計算を行います。
降雨強度とは、降雨が集水域の最も遠い所から水路を流下して、最低点までの到達時間対しての、降雨の雨量計算と流下能力計算を求めるもので、降雨強度式から求めます。降雨強度式を求めるには、降雨の継続時間を過去の記録、雨水排水計算や雨水流量計算から、降雨強度式に置き換えます。
次に集水面積を地形図から算出し、雨水浸透計算による地下域への浸透を考慮し、水路や側溝を流れてくる流下能力計算の根拠の1つとします。
流出係数は、路面の水路や側溝などの排水施設に対して、雨量計算でその量を求めますが、路面・炉から・芝生・屋根・勾配の急な山地・田畑・水路・側溝などがあり、その係数の値は経験から決められています。
雨水計算と雨水排水計算に当たっては、集水域を決め、集水面積と流出係数を算出して雨水排水計算を行い、流路の長さと流量到達時間と降雨強度式から、マニング式により平均流速を求めます。平均流速が分かると、到達時間から排水の流出量が分かり、排水施設の規模や能力、排水管口径計算と流下能力計算が可能となり、排水施設の設計へとつながります。

排水管の設計に必要な勾配計算

排水管口径計算を行うに当たって、排水管には、勾配の付け方の基準があります。最小勾配は1/200のように決められいますが、排水勾配計算の仕方で、排水管勾配1/200とは、200cmで1cm下がるという意味があります。
雨水排水管や合流管の勾配は、排水面積に対して管径と勾配の基準が決められているため、配管の長さから排水勾配計算を行い、勾配をどれだけ下げればと以下が計算でき、排水管口径計算ができます。

配管流量計算を簡単にするオリフィス計算

水路流量計算を行う場合、水路が配管となって流れているケースが多くあります。したがって、水路流量計算は配管流量計算として扱うことができます。配管流量計算で流量を測定するのは精密な流量測定でなければ、オリフィスが一般的で、オリフィス計算は水を扱うため、簡単な計算式で結果が出ます。




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