呼び径と内径、勾配の単位、満流で設計する理由など、迷いやすい所です。
管径は呼び径ですか、内径ですか
式の d は管の内径です(アロン化成の技術資料「d:内径」)。町田市公共下水道設置基準は「流量計算は、管の呼び径を基に行う」としていて、横浜市の流量表と堺市の表2-5 のヒューム管の行も、呼び径を内径として計算した値と一致します。一方、アロン化成の技術資料の満管流の表は、サイズ 200 の流水断面積を 0.03205 m²(内径にすると約 202 mm)としていて、管の実際の内径で計算しています。勾配 3 ‰・n = 0.010 の満流は、内径 200 mm で 0.0234 m³/s、内径 202 mm で 0.0240 m³/s です。どちらで計算するかは、協議先の基準に合わせます。
勾配は ‰ と % のどちらで入力しますか
計算の画面は ‰ で入力します。「詳しい設定」で % に替えられます。1/100 は 10 ‰(1 %)、1/200 は 5 ‰(0.5 %)です。式の I は、‰ なら 1,000 で、% なら 100 で割った小数です。
流量が最大になるのは満流ではないのですか
円形管の流量が最大になるのは、水深がほぼ93 % のときです(長野県土木事業設計基準)。それでも基準は、安全を考えて円形管は満流で断面の大きさを定めるとしています。計算の画面で水深比に 93.8 を入力すると、満流より多い流量になるのを確かめられます。
流速が 3.0 m/s を超えたときは
長野県の基準は、地表こう配がきつく、最大流速が 3.0 m/s を超すような結果になるときは、適当な間隔に段差を設けてこう配を緩くし、流速を小さくするとしています。段差の設置が難しいときは、減勢工の設置や管径・マンホールの種別を1ランク上げるなどの減勢措置を考慮するとしています。
ポンプで送る管(圧送管)も計算できますか
できません。長野県の基準は、圧送式では Hazen・Williams 式を用いるとしています。このアプリは自然流下の円形管をマニング公式で計算します。
ボックスカルバートや開水路は計算できますか
このアプリは円形管だけです。長野県の基準は、く形きょは水深を内のり高さの9割、馬てい形きょは8割として断面を定めるとし、町田市の基準は、ボックスカルバートは9割、開水路は8割の水深で排水可能な断面とするとしています。生駒市の基準の粗度係数は、函渠・三面張水路が 0.020 です。
流量の単位は
計算の画面は m³/s と L/s で表示します。1 m³/s = 1,000 L/s です。生駒市・長野県の基準と、横浜市・堺市の流量表は m³/s(m3/sec・m³/秒)です。
計算結果の扱い
- 流速と流量は計算の目安です。管径・勾配の決定は、協議先の基準と設計者の確認で行います。
- 流量計算書は、協議先の様式・余裕・流速の範囲・丸め方に合わせて作ります。
出典
- 長野県土木事業設計基準 第16編 下水道事業 第3章 管路施設(H26年11月1日版)1 計画下水量・2 余裕(表3.1.1)・3 流量の計算(Manning式 3.1.1・図3.1.1 円形管の特性曲線)・4 流速及びこう配
- 町田市公共下水道設置基準(2017年12月)第3章 設計 2 流量計算・3 管渠管径及び断面の決定
- アロン化成「参考資料 硬質塩化ビニル管の流速および流量」(マニング式・流水の断面積 A=(θ-sinθ)d²/8・潤辺長 P=θd/2・水理特性曲線〈マニング式〉)
- 生駒市排水施設基準(平成19年11月)第2章 汚水管渠 6 流量計算(マニング公式・表2 粗度係数n・表3 管径と断面余裕の関係)・8 流速及び勾配(表5)・第3章 8 流速(表8)