水路断面とは？流積・潤辺の意味と流量計算・台形水路の潤辺の求め方

この記事の要点

水路断面とは、水路を流れる水を垂直に切った断面のことです。

水路設計では流積A（水が流れる部分の断面積）と潤辺χ（水と接する壁の総延長）を求めます。

径深R＝A/χを用いてマニングの公式で流量を計算します。

台形断面の水路が最も一般的で、底幅・法面勾配・水深から各値を算出します。

流量は「流積×流速」で求められるため、水路断面の形状が流量の値に直結します。

台形・円形など断面形状ごとの流積と潤辺の計算を習得しましょう。

この記事では、水路断面とは何か、流量はどう計算するのか、台形の潤辺はどう求めるのかを整理します。

【管理人おすすめ！】セットで3割もお得！約1,100語の用語集＋476点の図解集セット⇒　建築構造がわかる基礎用語集＆図解集セット

水路断面（すいろだんめん）とは、水路を流れる水の方向に対して垂直に切った断面のことです。

水路断面における水の流れる範囲の面積を「流積（りゅうせき）」といいます。また水が接する水路の壁や底面の長さの合計を潤辺（じゅんぺん）といいます。

今回は水路断面の意味、流量の計算、台形の潤辺の求め方について説明します。流積、流量、潤辺の意味は下記が参考になります。

流積とは？計算式と潤辺・径深との関係、円管・台形断面での求め方

流量とは？公式Q=Av・単位と流速・流積（潤辺）との計算方法

潤辺とは？1分でわかる意味、台形水路、円形の潤辺の求め方、径深との関係

水路断面とは？

水路断面とは、水路を流れる水の方向に対して垂直に切った断面のことです。下図をみてください。右側の図が水路断面です。

図　水路断面

水路断面をみることで、水路の性質など色々な情報が分かります。水路断面の、水の流れる範囲の面積が「流積（りゅうせき）」です。

上図の流積はB×H＝BHとなります。流積の値は、水路断面の形状で変わります。流積の意味は下記が参考になります。

流積とは？計算式と潤辺・径深との関係、円管・台形断面での求め方

水と接する壁、底面の長さを合計した値が潤辺（じゅんぺん）です。上図の潤辺＝B+2Hです。潤辺の詳細は下記をご覧ください。

潤辺とは？1分でわかる意味、台形水路、円形の潤辺の求め方、径深との関係

流積、潤辺は水路断面の形状が関係します。とはいえ、計算自体は簡単です。長方形、三角形、台形、円形など基本的な面積や辺の長さの計算は必ず覚えておきましょう。

100円から読める！ネット不要！印刷しても読みやすいPDF記事はこちら⇒　いつでもどこでも読める！広告無し！建築学生が学ぶ構造力学のPDF版の学習記事

水路断面と流量の計算

流量（りゅうりょう）は、流積×流速で算定されます。よって流量の値は水路断面の形状に左右されるでしょう。流量の詳細は下記が参考になります。

流量とは？公式Q=Av・単位と流速・流積（潤辺）との計算方法

台形の水路断面と潤辺の求め方

台形の水路断面の潤辺を求めます。下図の潤辺を計算してください。

台形の水路断面と潤辺の求め方

まず幅Xを求めます。

2：1＝X：0.5

X＝0.5×2＝1.0

です。斜辺の長さLは

台形の水路断面と潤辺の求め方1

です。

潤辺Sは壁、底の長さの合計なので、

となります。潤辺の詳細は下記が参考になります。

潤辺とは？1分でわかる意味、台形水路、円形の潤辺の求め方、径深との関係

混同しやすい用語

流積

水路断面において、水が実際に流れている部分の断面積です。

水路の全断面積ではなく、水が占める範囲の面積を指します。

潤辺との違いは「面積か長さか」です。

流積は断面の面積（m2）、潤辺は水と接する壁・底の長さの合計（m）を表します。

潤辺

水が接する水路の壁面と底面の長さを合計した値です。

長方形断面ではB＋2H、台形では斜辺の長さも含めます。

流積との違いは「単位と意味」です。

潤辺は長さ（m）、流積は面積（m2）です。

潤辺は径深の計算（径深＝流積÷潤辺）に使われます。

水路断面を整理した表を示します。

項目	内容	備考
流積（A）	水が流れる断面の面積（長方形断面ではB×H）	単位はm2
潤辺（S）	水と接する壁・底面の長さの合計（長方形ではB＋2H）	台形は斜辺もピタゴラスで計算
流量（Q）	流積×流速（Q＝A×v）	断面形状が変わると流量も変わる