平成30年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-18 を解説、マニングの式で流速は粗度係数に反比例
平成30年度 技術士第一次試験 建設部門 Ⅲ-18は、一様勾配・一様断面の開水路の水理解析に関する問題です。この問題では、5つの記述のうち最も不適切なものを選びます。
この問題のポイント
この問題は、開水路の流れを決める量の関係を問うものです。引っかけの核心は粗度係数が流速に効く向きで、比例すると書いてあります。
この設問は令和3年度Ⅲ-19に5つの記述が同じ内容で出ています。設問文は「一様勾配・一様断面の開水路の水理解析」から「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」に書き換えられ、正答の番号も違います。
※ 問題文と選択肢そのものは、公益社団法人 日本技術士会が公開している公式PDFで確認できます。
正答:選択肢1(最も不適切なもの)
> この論点をやさしく解説:令和3年度 Ⅲ-19|マニングの式で流速は粗度係数に反比例する
各選択肢の正誤
5つのうち4つは正しい記述なので、誤っている1つを探します。
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| 1 平均流速は粗度係数に比例 | ×(誤り) | 粗度係数は分母にあるので反比例。粗いほど遅い |
| 2 常流・射流・限界流の分け方 | ○(正しい) | フルード数1を境にする |
| 3 緩い勾配では等流水深が限界水深より大きい | ○(正しい) | 常流になる側の関係 |
| 4 急な勾配では射流の水面形が等流水深に漸近 | ○(正しい) | 下流側で等流に落ち着く |
| 5 等流水深は勾配で変わり限界水深は変わらない | ○(正しい) | 限界水深は流量と断面形だけで決まる |
選択肢1は「比例」という1語だけで誤りになります。マニングの式の形を思い出せば向きが決まります。
選択肢1のポイント(ここが誤り)
マニングの式は v=(1÷n)×R^(2÷3)×I^(1÷2) で、粗度係数nは分母にあります。だから粗い水路ほど流速は小さくなります。
径深Rと水路勾配Iは分子にあるので、大きいほど流速も大きくなります。どれが分母でどれが分子かを1度書いておけば向きを取り違えません。
令和3年度Ⅲ-19は5つの記述が同じ内容で、平成30年度の①が令和3年度で⑤へ回る巡回シフトです。令和元年度Ⅲ-18はこの誤り肢だけを別の設問に混ぜてありました。
覚え方
- マニングの式は v=(1÷n)×R^(2÷3)×I^(1÷2)
- 粗度係数nは分母(粗いほど遅い)、径深と勾配は分子
- 限界水深は流量と断面形だけで決まり、勾配によらない
理解度チェック
マニングの式で流速と粗度係数の関係はどうなるか。
反比例します。粗度係数は分母にあり、粗い水路ほど流速は小さくなります。
限界水深は水路勾配で変わるか。
変わりません。流量と断面形だけで決まります。
出典
- 公益社団法人 日本技術士会「平成30年度 技術士第一次試験問題〔専門科目 建設部門〕」9ページ Ⅲ-18
- 公益社団法人 日本技術士会「平成30年度 技術士第一次試験 試験問題の正答」
※ 問題文と選択肢は掲載していません。上の表は各選択肢で問われている論点で、実際の設問は公式PDFで確認できます。
※ この記事の確認日:2026年7月
▼平成30年度 建設部門(35問中 解説15問)▼
- Ⅲ-1 飽和度の式は含水比が分子
- Ⅲ-2 地下水では速度水頭が無視できる
- Ⅲ-3 非排水せん断強度は一軸圧縮強度の半分
- Ⅲ-4 土被り圧は鉛直応力
- Ⅲ-5 断面二次半径は幅に依存しない
- Ⅲ-6 耐候性鋼材は腐食性の低い環境で使う
- Ⅲ-7 上向き溶接は避ける
- Ⅲ-8 三角形分布荷重は2次と3次に分かれる
- Ⅲ-9 床版に載せるのはT荷重
- Ⅲ-10 暑いほど打ち終わるまでの時間は短い
- Ⅲ-11 中性化はpHを低下させる
- Ⅲ-12 プレとポストは打込みに対する緊張の前後
- Ⅲ-17 圧力水頭がゼロでも流れは止まらない
- Ⅲ-18|マニングの式で流速は粗度係数に反比例
- Ⅲ-19 効くのは点Cと点Bの高さの差
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