定常流とは？等流・非定常流との違いをわかりやすく解説

この記事の要点

定常流とは、時間が経過しても流量（流積×流速）が変化しない流れのことです。

平時の河川が代表例で、逆に洪水時のように時間とともに流量が変わる流れを非定常流といいます。

「定常流」は時間に着目した分類、「等流」は場所（水路の位置）に着目した分類です。

この2つの分類軸の違いをしっかり区別して理解しましょう。

この記事では、定常流とは何かを整理します。

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定常流（ていじょうりゅう）とは、時間が経過しても流量（りゅうりょう）が変化しない流れです。

流量は流積（りゅうせき）×流速（りゅうそく）で算定されます。つまり定常流では流積と流速が一定である、といえます。

逆に、時間の経過とともに流量が変化する流れを非定常流（ひていじょうりゅう）といいます。

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

非定常流とは？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）

等流とは？1分でわかる意味、定常流、不等流との違い、マニング式との関係

定常流とは？

定常流（ていじょうりゅう）とは、時間の経過で流量が変化しない流れです。

流量とは流積と流速の積で、単位時間あたりに移動する水の体積を意味します。

つまり、定常流では流積と流速も一定ということです。流積、流速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

流速とは？意味・単位と平均流速の求め方・マニングの公式への応用（水理学）

逆に、時間の変化で流量が変化する流れを非定常流（ひていじょうりゅう）といいます。

定常流の例として、平常時の河川があります。川の流れをみると分かりますが、平時では時間が経過しても流量は同じです。

ただ、洪水時では時間が経過すると共に流量が増えるでしょう。河川の洪水時の性質を把握する方法としてハイドログラフがあります。

ハイドログラフは横軸に時間（日数）、縦軸に流量をとったグラフです。下図のように洪水時の最大流量や時間の経過に伴う流量の変化が把握できます。

図　定常流とハイドログラフ

ハイドログラフとは？時間と流量の関係・河川やダムでの活用

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定常流と等流の関係

水の流れは複雑です。前述したように「時間」に着目し分類した流れもあれば、「水路の位置（場所）」に着目して分類した水の流れもあります。

下図をみてください。水の流れと定常流、等流の関係を示しました。

図　定常流と等流の関係

定常流、等流、層流の意味を下記に示します。

定常流　⇒　時間の経過とともに流量が変化しない流れ　

等流　⇒　河川や水路の位置（場所）で流量が変化しない流れ。

※自然にできた河川は等流にならない。

場所ごとに河川断面の形状が変わる

等流の詳細は下記が参考になります。

等流とは？1分でわかる意味、定常流、不等流との違い、マニング式との関係

定常流と非定常流の違い

定常流と非定常流の違いを下記に示します。

定常流　⇒　時間の経過で流量が変化しない流れ。

平時の河川は定常流となる。

非定常流　⇒　時間の経過とともに流量が変化する流れ。

洪水時の河川は時間がたつほど流量が増える。

よって非定常流である。

混同しやすい用語

定常流

時間が経過しても流量（流積×流速）が変化しない流れです。

「時間」を基準とした分類で、平時の河川が代表例です。

等流との違いは「分類の基準」です。

定常流は「時間で流量が変わらない」流れ、等流は「場所（水路の位置）で流量が変わらない」流れです。

等流

河川や水路の位置（場所）が変わっても流量が変化しない流れです。

「場所」を基準とした分類で、自然河川では成立しにくい理想的な流れです。

定常流との違いは「着目する軸」です。

定常流は時間軸、等流は空間軸（水路に沿う方向）で流量の変化を判断します。

両者は独立した概念です。

試験での問われ方｜管理人の一言

試験では「定常流＝時間で変わらない」「等流＝場所で変わらない」という定義の違いがそのまま選択肢に出ます。

混同しやすいので対比させて覚えましょう。

非定常流との区別もよく問われます。

洪水時のように「時間とともに流量が増える＝非定常流」という具体例を使って記憶すると忘れません。

定常流を整理した表を示します。

項目	内容	備考
定常流	時間の経過で流量が変化しない流れ	平時の河川が代表例。時間軸で判断
非定常流	時間の経過とともに流量が変化する流れ	洪水時の河川が代表例
等流との違い	定常流は時間軸、等流は空間軸（場所）で分類	2つは独立した概念