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技術士 専門科目（建設部門） 令和5年度 Ⅲ－20｜問題と解説
問題 Ⅲ－20
一様な水路勾配と一様な長方形断面を持つ開水路の水理に関する次の記述のうち，最も不適切なものはどれか。
1 開水路の流れは，フルード数が1より小さい常流と，フルード数が1を超える射流，フルード数が1の限界流に分けられる。
2 等流水深及び限界水深は，水路勾配が大きいほど減少する。
3 マニングの平均流速公式によると，開水路の平均流速は粗度係数に反比例する。
4 与えられた流量に対して，等流水深と限界水深が一致するような勾配が必ず存在する。この勾配を限界勾配という。
5 限界勾配より緩い勾配の水路においては，等流水深は限界水深よりも大きい。
正解と解説
正解：2
解説正答根拠
答えは2。
1. ○ フルード数 Fr＝v/√(gD) により、Fr＜1を常流、Fr＝1を限界流、Fr＞1を射流という。
2. × 限界水深も河床勾配が大きいほど小さくなる点が誤り。正しくは、限界水深は流量と断面形状で定まり、河床勾配には依存しない。河床勾配で変化するのは等流深である。
3. ○ マニング式 v＝(1/n)R2/3I1/2 より、平均流速は粗度係数nに反比例する。
4. ○ 等流水深と限界水深が等しくなる河床勾配を限界勾配という。
5. ○ 緩勾配水路では等流水深が限界水深より大きく、常流の等流状態となる。
関連知識 限界水深は流量と断面形状で決まり、等流水深は粗度・河床勾配も含めて決まる。
問題・正答の出典：公益社団法人 日本技術士会（公式の過去問題・公式正答）
掲載している解説は日本技術士会の公式解説ではありません。