平成29年度 公害防止管理者 汚水処理特論 問20を解説｜測る場所は断面がそろっていること
平成29年度 汚水処理特論 問20は、川や大きめの水路で流速計を使って流れの量を求めるときの条件に関する問題です。最も不適当なものを選びます。
この問題のポイント
この方式は水の通り道の広さと、そこを流れる速さを掛け合わせて量を出すという単純な考え方に立っています。だからこそ、測る場所には「流れが乱れていないこと」という条件が付きます。選択肢は測定地点を選ぶチェックリストの形になっており、ひとつだけ望ましい条件を裏返した書き方になっています。良い場所の条件を並べているのか、悪い場所を並べているのかを見極めれば決まります。
※ 問題文そのものは、産業環境管理協会が公開している公式サイトで確認できます。
正解：選択肢(4)（最も不適当な記述）
各選択肢の正誤
| 選択肢 | 正誤 | 解説 |
|---|---|---|
| (1) | ○（正しい） | 求める量は水の通り道の広さと流れる速さの積なので、寸法を測る作業と速さを測る作業の両方が要ります。 |
| (2) | ○（正しい） | 曲がりのすぐ先では流れが片寄るため、前後に十分長いまっすぐな区間が必要です。長さの目安は川の幅を基準に考えます。 |
| (3) | ○（正しい） | 羽根車が完全に水に浸からないと回転数が流速を表しません。底が荒れていないこと、十分な深さがあることが前提です。 |
| (4) | ×（誤り） | 上流や下流で通り道の形が大きく変われば、そこで流れが速くなったり遅くなったりします。形がそろっていることが条件で、違っていてよいわけではありません。これが正解の肢です。 |
| (5) | ○（正しい） | 橋脚や杭のような障害物があると背後に渦ができ、点で測った速さが断面全体を代表しなくなります。 |
選択肢(4)のポイント（ここが誤り）
この測り方の理屈はごく簡単で、水の通り道の広さ×平均の速さです。ところが実際には、断面全体の平均の速さを直接測ることはできません。幅方向にいくつかの測線を決め、それぞれ深さ方向の何点かで速さを測り、それらを組み合わせて平均を推し量ります。この推し量りが成り立つのは、流れが一様で、どの点も同じ向きにそろって進んでいるときだけです。
ですから、測る地点の通り道の形が上流や下流と大きく違っていれば、その前提そのものが崩れます。広い区間から急に狭い区間へ移れば流れは加速し、逆に急に広がれば減速して、剥がれた流れが渦を巻きます。こうした場所では、同じ断面の中でも場所によって速さが何倍も違い、限られた点数の測定から平均を求めても実態を外します。
選択肢の(2)(3)(5)は、この「一様な流れ」を確保するための条件を別の角度から述べたものです。まっすぐな区間を前後に確保するのは向きをそろえるため、十分な深さと整った底が要るのは器具が正しく働くため、障害物を避けるのは渦を作らないためです。(4)だけが、その狙いを逆立ちさせた言い方になっています。良い測定地点は、ひとことで言えば「まっすぐ・一様・じゃまものなし」です。
覚え方
- 流れの量は通り道の広さ×平均の速さ。だから寸法と速さの二本立てで測る。
- 良い測定地点の三条件はまっすぐ・一様・じゃまものなし。
- 「上下流と断面が違ってよい」という記述は罠。そろっていることが条件。
- 器具側の条件は羽根車が完全に水没する深さと、荒れていない底。
- 橋脚・杭・堰の直下は避ける。渦は流速分布を壊す。
理解度チェック
流速計で流量を求めるとき、測定地点にまっすぐな区間が必要なのはなぜですか。
曲がりや断面の変化があると流れの向きと速さが場所ごとにばらつき、限られた点数の測定から断面の平均流速を推定する前提が崩れるためです。
橋脚の直下流で測ってはいけないのはなぜですか。
構造物の背後には渦や逆流が生じ、流速分布が大きく偏るためです。測った点の値が断面全体を代表しなくなります。
出典
- 一般社団法人 産業環境管理協会「平成29年度 公害防止管理者等国家試験 汚水処理特論 問題・正解」（公式PDF）
※ この記事の確認日：2026年7月