非定常流とは？定常流との違い・等流・非等流との関係と洪水時の流れの例（水理学）

この記事の要点

河川の洪水時、流量は刻々と変わる。

この「時間とともに変化する流れ」が非定常流だ。

定常流・等流・非等流との位置づけを整理しないと混乱しやすい。

用語の定義と、建築設備・排水計画への実際の関わり方を確認する。

定常流（流量が時間によらず一定）と対比させて理解すると、等流・非等流（場所に着目した分類）との違いも整理しやすい。

この記事では、非定常流とは何か、定常流とどう違うのかを整理します。

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非定常流（ひていじょうりゅう）とは、時間の経過と共に流量（＝流積×流速）が変化する流れです。

逆に、時間が経過しても流量が一定の流れを定常流（ていじょうりゅう）といいます。

平常時の河川は定常流となり、洪水時（こうずいじ）では非定常流となります。

今回は非定常流の意味、等流、非等流、非定常流の例、定常流との違いについて説明します。定常流、等流の詳細は下記が参考になります。

非定常流とは？

非定常流（ひていじょうりゅう）とは、時間の経過とともに流量（＝流積×流速）が変化する水の流れです。

例として、洪水時の水の流れは非定常流です。大雨が降ると河川に流れる流量は増加します。しかも時間の経過とともに増加するでしょう。

洪水時の流量を縦軸、時間の経過を横軸に取ったグラフをハイドログラフといいます。流量の時間的変化が把握できます。

ハイドログラフの詳細は下記が参考になります。

逆に時間の経過で流量が変化しない（一定）の流れが定常流です。定常流の詳細は下記が参考になります。

非定常流、等流、非等流の関係を下図に示します。

図　非定常流と等流、非等流の関係

非定常流は時間に着目した水の流れです。一方、等流（とうりゅう）と非等流（ひとうりゅう）は、河川や水路の場所に着目した水の流れです。

等流は水路や河川の場所が変わっても流量が一定です。非等流は、場所が変わると流量が変化するような流れです。等流、非等流の詳細は下記が参考になります。

非定常流と定常流の違いを下記に示します。

非定常流　⇒　時間の経過に伴い流量が変化するような流れ

定常流　⇒　時間が経過しても流量が一定の流れ

定常流の詳細は下記が参考になります。

混同しやすい用語

非定常流

時間の経過とともに流量が変化する流れ。

洪水時の河川などが例として挙げられる。

定常流が「時間によらず流量一定」であるのに対して、非定常流は時間軸で流量が変動する点が異なる。

等流・非等流

場所（水路の位置）に着目した分類で、等流は場所が変わっても流量が一定、非等流は場所によって流量が変化する。

非定常流が「時間」に着目するのに対して、等流・非等流は「場所」に着目する点が根本的に異なる。

非定常流を整理した表を示します。