3 都市計画、水理計算/問題3 専門科目 建設部門/技術士第一次試験


都市計画、地方計画/問題3 専門科目 建設部門/これだけ項目集 1

1技術士 3専門 建設  H30-16
国土形成計画

・国土づくりの転換を迫る新たな潮流を踏まえ、国土総合開発法を抜本的に見直し、国土形成計画法とする法律改正が2005年に行われた。
・国土形成計画とは国土の利用、整備及び保全を推進するための総合的かつ基本的な計画であり、全国計画と広域地方計画からなる。
・全国計画は、国土交通大臣が自治体からの意見聴取等の手続を経て案を作成し、閣議で決定する。
・広域地方計画は、国と地方の協議により策定するために設置された広域地方計画協議会での協議を経て、国土交通大臣が決定する。
・広域地方計画は、北海道と沖縄県を除く全国8つのブロック(東北圏、首都圏、北陸圏、中部圏、近畿圈、中国圏、四国圏、九州圏)についてそれぞれ策定される。

1技術士 3専門 建設  H29-16
全国総合開発計画

・1962年に策定された全国総合開発計画では、地域間の均衡ある発展が基本目標とされ、拠点開発構想による工業の地方部への分散が図られた。
・1969年に策定された新全国総合開発計画では、人間のための豊かな環境の創造を基本目標として、新幹線や高速道路等のネットワーク整備に関する大規模プロジェクト構想が提示された。
・1977年に策定された第三次全国総合開発計画では、人口等の東京一極集中や、地方圏での雇用問題の深刻化を背景として、人間居住の総合的環境の形成を目指して「定住構想」が提示された。
・また、1998年に策定された第四次全国総合開発計画にて、交流ネットワーク構想による「多極分散型国土の構築」が提示された。
・2008年に策定された国土形成計画では、多様な広域ブロックの自立的な発展、美しく、暮らしやすい国土の形成を図るため、おおむね10年間の国土づくりの方向性が示された。
・2014年に公表された国土のグランドデザイン2050では、人口減少社会に対応した、コンパクトな拠点と交通及び情報に関するネットワークの構築などが基本戦略として示された。

1技術士 3専門 建設  H30-13
都市計画法の地域地区

・都市計画法では、市街化区域の全域に対して用途地域を指定することになっている。用途地域は平成29年の「都市緑地法等の一部を改正する法律案」の閣議決定により田園住居地域が加えられ、計13種類となった。
・特別用途地区は、地域の特性にふさわしい土地利用や、環境の保護等の特別の目的の実現を目指すため、用途地域の指定を補完するために指定される地区である。
・特別用途制限地域とは、用途地域が定められていない市街化調整区域以外の地域や、準都市計画区域の中で、無秩序な開発を防止するための建築規制を実施することができる地域である。
・高度地区とは、用途地域内において市街地の環境や景観を維持し、又は土地利用の増進を図るため、建築物の高さの最高限度又は最低限度を定める地区である。
・高度利用地区とは、建築物の容積率の最高限度及び最低限度、建築物の建ぺい率の最高限度、建築物の建築面積の最低限度、壁面位置の制限を定める地区である。
・防火地域と準防火地域は、市街地における防火や防災のため、耐火性能の高い構造の建築物を建築するように定められた地域である。

1技術士 3専門 建設  H29-13  H25-29
都市計画区域

・都市計画区域については、都市計画区域の整備、開発及び保全の方針を定めることとなっている。
・都市計画区域は、市町村の行政区域と一致している必要はない。

1技術士 3専門 建設  H29-13-3  H28-16  H25-29
区域区分

・区域区分は、すべての都市計画区域において実施されるものではない。
・区域区分を定めるか否かは、都道府県が地域の実情を踏まえて、都市計画区域マスタープランの中で判断する仕組みとなっている。
・区域区分を定めた場合には、都市計画区域は、市街化区域と市街化調整区域のいずれかに含まれる。

1技術士 3専門 建設  H29-13  H28-16  H27-13-4  H25-29
市街化区域

・市街化区域は、すでに市街地を形成している区域及びおおむね10年以内に優先的かつ計画的に市街化を図るべき区域である。
・優先的かつ計画的に市街化を図る市街化区域には、原則として、溢水、湛水、津波、高潮等による災害の発生のおそれのある土地の区域は含めない。

・市街化区域については、用途地域を都市計画に定める必要がある。
・市街化区域においては、少なくとも道路、公園、下水道を定めるべきである。
 (上水道についての規定はない)
・市街化調整区域については、原則として用途地域を都市計画に定めない。
・都市施設は、市街化区域及び区域区分が定められていない都市計画区域については、少なくとも道路、公園及び下水道を定めるものとする。

1技術士 3専門 建設  H26-27
都市計画の用途地域

・用途地域は指定されると直ちに個別の建築物について用途・容積・高さの制限がかかってくるので、現況の土地利用実態を十分に把握しておかなければならない。
・既存の土地利用が、指定した用途地域の規制に反する場合を「既存不適格」と呼んでいる。
・都市計画区域内で用途地域の指定のない地域を「白地地域」と呼んでいる。
・特別用途地区は、全国同一内容の用途地域の指定では、その都市や地区の特性や個性が維持できない所や積極的に地区特性を創出していく場合に適用される。

・第一種低層住居専用地域内に建築することができる建築物(抜粋)
 住宅、兼用住宅、事務所、日用品の販売を主たる目的とする店舗、食堂、
 共同住宅、学校、図書館、神社、寺院、教会、老人ホーム、保育所、診療所
 (工場は建てることができない)

1技術士 3専門 建設  H27-13
都市計画法上の都市施設

・都市計画法における都市計画とは、都市の健全な発展と秩序ある整備を図るための土地利用、都市施設の整備及び市街地開発事業に関する計画とされている。
・都市施設については、都市計画に、都市施設の種類、名称、位置及び区域を定める。
・交通施設、公共空地、供給施設は、都市施設の種類に含まれている。
・都市施設は、都市計画区域内において定めることができるとされているが、特に必要があるときは、都市計画区域外においても定めることができる。

1技術士 3専門 建設  H28-13
都市計画の決定

・都市計画法 第15条 (都市計画を定める者)
 次に掲げる都市計画は都道府県が、その他の都市計画は市町村が定める。
  一 都市計画区域の整備、開発及び保全の方針に関する都市計画
  二 区域区分に関する都市計画
  三 都市再開発方針等に関する都市計画

・産業廃棄物処理施設についての都市計画は都道府県が定める。
・都道府県又は市町村は、都市計画を決定しようとするときは、その旨を公告し、当該都市計画の案を、当該都市計画を決定しようとする理由を記載した書面を添えて、当該公告の日から2週間公衆の縦覧に供しなければならない。
・一級河川に関する都市計画については、国土交通大臣の同意が必要であるが、二級河川については大臣の同意は必要ない。
・土地区画整理法による土地区画整理事業で施行区域の面積が50ヘクタールを超えないものに関する都市計画は、市町村が定める。

1技術士 3専門 建設  H30-14  H29-24
土地区画整理

・土地区画整理事業において、減歩面積の従前の宅地の面積に対する比率を減歩率という。
・土地区画整理事業では、公共用地を土地の減歩によって生み出すので、整理後の宅地の面積は整理前に比べて減少する。
・1919年の都市計画法において、耕地整理の手法が土地区画整理として組み入れられた。
・関東大震災後において、土地区画整理に関する特別都市計画法が制定され、震災復興が急速に進められた。
・第二次世界大戦後において、戦災を受けた市街地の復興と公共施設整備のために、土地区画整理が大規模に実行に移され、戦災都市の市街地形成の基礎を作った。

1技術士 3専門 建設  H30-15  H27-16
公共交通の特徴

・コミュニティバスとは、交通空白地域・不便地域の解消等を図るため、市町村等が主体的に計画し、運行するものである。
・デマンド交通とは、利用者の事前予約に応じる形で運行経路や運航スケジュールをそれに合わせて柔軟に運行する地域公共交通のことである。
・LRTは、低床式車両(LRV)の活用や軌道・電停の改良による乗降の容易性、定時性、速達性、快適性などの面で優れた特徴を有する次世代の軌道系交通システムである。
・BRTは、連節バス、PTPS(公共車両優先システム)、自家用車混用のバス専用レーンを組み合わせることで、速達性・定時性の確保や輸送能力の増大が可能となる高次の機能を備えたバスシステムである。
・トランジットモールとは、中心市街地やメインストリートなどの商店街において、自動車の通行を制限し、歩行者と路面を 走行する公共交通機関とによる空間を創出し、歩行者の安全性の向上、都心商業地の魅力向上などを図る歩行者空間である。

1技術士 3専門 建設  H29-14
コンパクトシティ

・欧州では、1980年代後半から土地利用計画と交通計画の融合という観点から、コンパクトシティの実現に向けた取組がなされてきたが、我が国では、近年になって交通計画と融合したコンパクトシティ政策が国の政策として考慮されるようになった。
・コンパクトシティ政策とは、都市的土地利用の郊外への拡大を抑制し、同時に中心市街地の活性化を図り、生活に必要な諸機能が近接した効率的で持続可能な都市を目指すものであり、中山間地の居住者の都市部への移転を促す政策ではない。
・コンパクトシティ政策を推進するうえでは、都市の密度だけではなく、居住者の生活スタイルや行動パターンを含めた検討を行うことが重要である。
・2012年に施行された「都市の低炭素化の促進に関する法律」により、市町村や民間が低炭素化を通じた都市のコンパクト化を進めるための後押しがなされるようになった。
・2014年の都市再生特別措置法の改正により、市町村は公共交通ターミナルを中心とした都市機能誘導区域や、居住を誘導し人口密度を維持する居住誘導区域を指定することが可能となった。

1技術士 3専門 建設  H29-15  H26-29
交通需要予測の4段階推定法

・発生・集中交通量の推定段階では、各ゾーンから出ていく交通量、各ゾーンに入ってくる交通量を推定する。
・分析単位となるゾーンは、調査圏域と周辺地域を分割して設定され、発生・集中量の大きい都市圏中心部では小さなゾーン区分になるのに対し、都市圏周辺部では大きなゾーン区分となるのが通例である。
・ゾーン別発生量、集中量の推定には、原単位法、クロス分類法、重回帰モデル法が使われている。

・分布交通量の推定に用いられるフレーター法は、現在パターン法の1つである。
・分布交通量の推定段階では、ゾーンに発生あるいは集中する交通がどのゾーンに集中あるいは発生するのかを推定する。

・交通手段別分担交通量の推定に用いられる集計ロジットモデルは、パラメータ推定が容易であり、推計分担率が必ず0と1の間におさまる利点がある。
・交通手段別分担交通量の推定段階では、各ODペアの交通がどの交通手段を利用するかを推定する。

・配分交通量の推定に用いられる最適配分には、利用者最適(等時間配分)とシステム最適(総走行時間最小)がある。
・配分交通量の推定段階では、鉄道、バス、自動車の交通機関別OD表を与えられた交通ネットワークに割り当てる。

・非集計モデルを用いて交通需要予測を行う場合、個人単位のデータを用いてモデルを作成した後に予測段階で集計作業を行う。

1技術士 3専門 建設  H25-30
交通需要予測の利用者均衡配分法

・Wardropの第一原則(等時間原則)に厳密に従っており、インプット条件などを同一とすれば、誰が行っても同じ答えを得ることができる。
・分割回数や分割比率などの恣意的なパラメータがなく、理論的に説明ができる。
・設計要素によって定まる道路特性を反映した適切なリンクパフォーマンス関数を設定することにより、路線の交通量と旅行時間の両方を精度高く推計することができる。
・分割配分と同様に、リンク交通量、経路交通量、交差点方向別交通量などについては算出できる。
・利用者均衡の概念に基づいているため、配分以外の段階における需要変動を考慮した統合型モデルなど、多様な政策の評価に対応したモデルへの拡張性が高い。

1技術士 3専門 建設  H28-14  H27-15  H26-28
都市交通の調査

・国勢調査は、人口に関する最も基本的な調査であり、5年ごとにすべての人と世帯を対象とする統計調査として実施されている。
・国勢調査は、日本国内に住んでいるすべての人・世帯を対象として、我が国の人口・世帯の実態を調べるもので、従業地又は通学地等を把握することができる。

・全国都市交通特性調査は、全国の都市交通の特性を調べるもので、交通手段など平日・休日の1日の人の動きを把握することができる。
・大都市交通センサスは、首都圏、中京圏、近畿圏の三大都市圏における大量交通輸送手段の利用実態を把握するために実施される。
・大都市交通センサスは、三大都市圏において、鉄道・バス等の利用実態を調査するもので、旅客流動量や利用状況、乗換施設の実態を把握することができる。

・道路交通センサスは、日本全国の道路や交通状況、自動車の利用状況を調べるもので、その中の自動車起終点調査(OD調査)では、自動車がどこからどこへ移動しているかを把握することができる。
・道路交通センサスはの一般交通量調査では、道路を走行する自動車の平均速度を把握することができる。

・物資流動調査は、都市内の物の動きとそれに伴う交通の実態を把握するもので、品目別の地域間流動量を把握することができる。

1技術士 3専門 建設  H28-14-2  H27-15-3  H27-15-4  H26-28-1   H24-30
パーソントリップ調査

・パーソントリップ調査は、一定の調査対象地域内において、人の動きを調べる調査である。
・パーソントリップ調査では、交通の起点及び終点、交通目的について調査を行うが、交通の利用手段についても調査対象としている。
・パーソントリップ調査は、抽出された市民の1日の行動についてアンケートを行い、それを拡大することで都市圏の交通の全体像を把握しようとするものである。

・トリップ(目的トリップ)とは、ある1つの目的のために行われる1つの交通であり、起点から最初の目的地までの交通が1トリップとなり、その次の目的地までの交通が次のトリップとなる。
・トリップの起終点を空間的に集計するために、ある空間領域をゾーンとして設定する。
・スクリーンライン調査は、スクリーンラインを横断する交通量を把握するものである。
・パーソントリップ調査などにおいて実施されるコードンライン調査のコードンラインとは、検討対象地域を囲む仮想の閉じた線のことである。

1技術士 3専門 建設  H28-15
空間平均速度の計算

 道路区間400mの両端で交通量を60秒間観測し、3台の車両を観測した。各車両は30km/h、30km/h、60km/hの一定速度で走行していた。
 このとき時間平均速度は40km/hになる。
 このときの空間平均速度を求める。

・各車両の道路区間400mの通過時間を求める。
  30km/hの車両は、400m/30,000m×3,600秒 = 48秒
  60km/hの車両は、400m/60,000m×3,600秒 = 24秒
・3車両の平均通過時間を求める。
  平均通過時間 =(48秒+48秒+24秒)/3 = 40秒
・3車両の空間平均速度を求める。
  空間平均速度 =道路区間/平均通過時間
         = 400m/40秒 = 10 m/s = 36 km/h

1技術士 3専門 建設  H26-26
都市における地下鉄

・我が国最初の地下鉄は、ニューヨークやロンドンより60年以上遅れて、1927年に東京の上野-浅草間で開通した。
・首都圏と近畿圏を除く政令指定都市での地下鉄は、札幌市営地下鉄は3路線、名古屋市営地下鉄は6路線、福岡市営地下鉄は3路線の営業となっている。
・我が国の地下鉄の駅間隔は、約1.2km が平均となっている。
・我が国の地下鉄の平均の表定速度は、30km/h 程度である。
・騒音の低減、粘着性能の向上、軌道保守量の軽減を図ることができるゴムタイヤ式地下鉄が、1971年に、我が国ではじめて札幌市交通局で採用された。

1技術士 3専門 建設  H27-14
産業革命以降の都市提案

・クラレンス・スタインは、ガーデンシティをヒントにつくられた都市ラドバーンの設計者として知られる。
・トニー・ガルニエは、近代的都市計画理論「工業都市」を提示したことで知られる。
・ロバート・オウエンは、周囲に1,000~1,500エーカーの土地を持つ正方形の敷地に労働者を収容し、各人に周辺農地を与え、失業のない自給自足的共同生活を営ませる農業と工業を結合させた理想工業村を提案した。
・クラレンス・アーサー・ペリーは、近隣コミュニティやレクリエーションセンターといった理論の初期プロモーターであり、ニューヨークにおいて近隣住区に関する強力な提唱者となった。
・エベネザー・ハワードは、近代都市計画の祖とよばれるイギリスの社会改良家である。田園都市論において自然との共生、都市の自律性を提示し、その後の近代都市計画に多くの影響を与えることとなった。

水理計算、水理解析/問題3 専門科目 建設部門/これだけ項目集 2

1技術士 3専門 建設  H30-19
管路線上の水の圧力:ベルヌーイの定理

 非圧縮性完全流体の定常流れでは、流線上で次式のベルヌーイの定理が成立する。
  v^2/2g + z + p/ρ・g = 一定
 ここで、gは重力加速度、ρは水の密度、vは高さzの点における流速、pは高さzの点における水圧である。
 下図のように、水面の水位変化が無視できる十分広い水槽から、水槽に鉛直に取り付けられた断面積一定の細い管路で排水する場合、管路中心線上の点Bにおける水の圧力pBを、ベルヌーイの定理を適用して算出する。

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・点Cでは、水圧pc がゼロになることに注目すと、
  zc = zb + pb/ρ・g より、 pb/ρ・g = zc-zb
  よって、pb = ρ・g・(zc-zb)

(別解:)
点Bにおける流速をvB、点Cにおける圧力をPCとすると、ベルヌーイの定理より
vB^2/(2g)+zB+PB/(ρ・g)=vC^2/(2g)+zC+PC/(ρ・g)
ここで、vB=vC、PC=0より、zB+PB/(ρ・g)=zC
よって、PB = ρ・g・(zC-zB) となる。

1技術士 3専門 建設  H28-17
水槽から流出する流速:ベルヌーイの定理

 非圧縮性完全流体の定常流れでは、流線上で次式のベルヌーイの定理が成立する。
  v^2/2g + z + p/ρ・g = 一定
 ここで、gは重力加速度、ρは水の密度、vは高さzの点における流速、pは高さzの点における水圧である。
 下図に示すように、壁面に断面積a[m2]の小穴をあけて水を放流するオリフィスについて、小穴の中心から水槽水面までの高さがzA[m]、水槽底面から小穴の中心までの高さがzB[m]、基準面から小穴の中心までの高さがzC[m]のとき、小穴から流出した水の圧力が大気圧に等しく、流れが一様になる位置(基準面からの高さはzCに等しいとする)における水の流速v[m/s]を、ベルヌーイの定理を適用して算出する。

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・ベルヌーイの定理を適用して流速vを算出する方法は、次のトリチェリの定理が使われる。
・容器の中の液体が、壁にあけた小さな穴から流出するとき、液体の粘性を無視すれば、流出速度の大きさは、v=√2g・z (gは重力加速度、zは穴から液面までの高さ) で与えられる。
・流速vの値は、物体の自由落下速度に等しく、穴から液面までの高さにより変化するが、液体の流出方向には依存しない、という考え方である。
・今回の穴から液面までの高さzA を代入すると、v=√2g・zA

(別解:)
小穴の中心線で、水面と小穴を考えると、ベルヌーイの定理より以下のようになる。
zA=v^2/2g、 v^2=2g・zA、 よって、v = √(2g・zA)

1技術士 3専門 建設  H29-17
長方形の壁の全水圧の作用点

 垂直に立てられた長方形の壁(平板)に水深hの静水圧が作用するとき、奥行方向の単位幅あたり(奥行方向の幅b=1)の全水圧と、全水圧の作用点の水面からの距離を求める。ただし、水の密度をρ、重力加速度をgとする。

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・垂直な長方形の壁(平板)に水深hで作用する水圧Pは、一様な三角形分布となる。
・底面の水圧 P0 = 水の密度×重力加速度×水深×奥行方向の幅 = ρ×g×h×b
・全水圧 P = 1/2 × 底面の水圧P0 × 水深 = 1/2×ρ×g×h^2×b
  奥行方向の幅b=1より、全水圧 P=1/2×ρ×g×h^2
・全水圧の作用点の水面からの距離は、
 三角形分布の図心となり、水面からの距離は、Z=2/3×h となる。

(別解:)
 静水圧p=ρghであり、これを深さごとに積分したものが全水圧P=ρgh^2/2である。
よって、全水圧の作用点は、水面から2h/3の深さとなる。

1技術士 3専門 建設  H30-17  H29-19  H27-19  H26-16  H25-16
  H24-16
単一管路の断面積の変化

・単一管路内の流れ方向に管路の断面積が大きくなると、その前後で流速は減少する。
・単一管路内の流れ方向に管路の断面積が小さくなっても、その前後で流量は変化しない。
・流れ方向に管路の断面積が大きくなると、その前後で速度水頭は減少する。
・流れ方向に管路の断面積が変化しない区間では速度水頭は一定である。
・管路の水平箇所では、流れ方向に管路の断面積が小さくなると、圧力水頭は減少する。

・管路の流れは、速度水頭、圧力水頭、位置水頭などの和である全水頭によって生じるため、管路の途中で圧力水頭がゼロになっても、流れが中断することはない。
・管路の断面積が不連続的に拡大する急拡部ではエネルギー損失が生じるが、不連続的に縮小する急縮部でもエネルギー損失は生じる。

1技術士 3専門 建設  H30-17-4  H29-19-1  H27-19-1  H26-16-4
  H25-16-1  H24-16-1  H24-17-5
単一管路のピエゾ水頭 。

・ピエゾ水頭は、位置水頭と圧力水頭の和である。
・ピエゾ水頭や全水頭の高さは、管路の傾きとは無関係である。

1技術士 3専門 建設  H29-19  H26-16  H24-16
単一管路内の水の流れ

・動水勾配線とは、位置水頭と圧力水頭を足したものを流下方向に連ねた線をいう。
・動水勾配は、実際の管路の傾きとは無関係である。
・管路の一部が動水勾配線の上に出る場合、この部分での圧力は大気圧以下となる。
・流れ方向に管路の断面が一様なときは、エネルギー線と動水勾配線は平行となる。
・全エネルギーは、摩擦や局所損失のため流れ方向に減少する。

1技術士 3専門 建設  H24-17
管水路の水頭

 管水路の損失水頭を考慮して、位置水頭(基準面からの管中心部の高さ)z[m]、管中心部の圧力p[Pa]、断面平均流速v[m/s]、流体の密度ρ[kg/m3]、重力加速度g[m/s2]とする。

・位置水頭、圧力水頭、速度水頭、損失水頭を足すと常に一定値になる。
・p/ρg を圧力水頭という。
・v^2/2g を速度水頭という。

1技術士 3専門 建設  H28-18  H25-17
管路流れの損失水頭

・ダルシー・ワイスバッハの式は、流れが十分に発達した円管内定常流の管壁による摩擦損失を与える式である。
 Hf = f・L/D × V^2/2g
  Hf : 摩擦による損失水頭 (国際単位系:m)
  L : 配管の長さ(m)
  D : 管径 (円管の場合は内径Dと一致する) (m)
  V : 断面平均流速(配管断面の湿潤面積あたりの体積流量に一致する) (m/s)
  g : 重力加速度 (m/s2)
  f  : 無次元の摩擦損失係数
・摩擦による損失水頭は、管路の長さに比例して大きくなる。
・管内の損失水頭には、摩擦による損失と局所的な渦や乱れによる損失がある。
・摩擦による損失水頭は、管径に比例して小さくなる。
・曲がりや弁による損失水頭は、断面平均流速の2乗に比例して大きくなる。
・管の拡大又は縮小による損失水頭を算定する場合、断面積が小さい方の管における断面平均流速を用いる。

1技術士 3専門 建設  H30-18-1  H28-19-2  H27-18-5  H26-15-5
  H25-15-4  H24-15-1
マニングの公式 。

 Q = A・V 、 V = 1/n・R^(2/3)・I^(1/2)
   Q:流量、   A:流水の断面積、 V:平均流速、
   n:粗度係数、 R:径深、     I:動水勾配

・マニングの平均流速公式によると、開水路の平均流速は、粗度係数に反比例する。
・マニングの平均流速公式によると、開水路の平均流速は、水路の縦断勾配の1/2乗に比例する。

1技術士 3専門 建設  H30-18-2  H28-19-1  H27-18-2  H26-15-1
  H24-15-4
開水路の流れとフルード数 。

・フルード数が1より小さい場合は、流速が波の進行速度より小さい常流となる。
・フルード数が1より大きい場合は、流速が波の進行速度より大きい射流となる。
・フルード数が1の場合は、限界流になる。

1技術士 3専門 建設  H30-18  H28-19  H26-15
開水路の水理解析
・限界勾配より緩い勾配の水路においては、等流水深は限界水深よりも大きい。
・限界勾配より急な勾配の水路においては、射流の水面形は下流側で等流水深に漸近する。
・等流水深と限界水深の大小関係で水面形を分類できる。
  限界水深が等流水深に比べて小さな水路を緩勾配水路という。
  限界水深が等流水深に比べて大きな水路を急勾配水路という。
・等流水深は水路勾配が大きいほど減少するが、限界水深は水路勾配によらない。

1技術士 3専門 建設  H29-18  H27-18
水の流れの解析

・解析の便宜上、粘性を考えない流体を完全流体という。
・流速や流れの規模が大きくなると、流れは層流から乱流に変わる。
・圧縮性の影響を無視できるかによって、圧縮性流体と非圧縮性流体とに分けられる。

・等流とは、流速が時間と関係なく一定な定常流であり、流れの状態が場所によって変化しないものをいう。
・等流は、推進と流速が一定である場合は、水面勾配、エネルギー勾配、河床勾配がすべて同じ値になる。
・不等流とは、流速が時間と関係なく一定である定常流で、場所によって流速や水深が変化する流れいう。

・自由表面を持ち、水が大気に接しながら流れるものを開水路の流れという。
・射流の漸変流計算の境界条件は、上流側で与えられる。

1技術士 3専門 建設  H30-20
水理模型実験の相似則

・実物と模型とが、縦、横などの長さの比が同一な幾何学的相似であれば、連続式と境界条件は自動的に満たされる。
・実物と模型のレイノルズ数とフルード数の両方を一致させることは、実際上不可能である。
・開水路の流れではフルード数を一致させ、管路の流れではレイノルズ数を一致させる必要がある。
・慣性力と重力とが卓越する流れの現象では、実物と模型のフルード数を一致させる必要がある。
・フルード数の相似によると、実物の流速と模型流速の比は、実物と模型の長さの比の平方根に比例する。

1技術士 3専門 建設  H27-17  H26-14
河川の流出解析

・流出モデルの目的は、河川計画や水工構造物の設計のための河川流量の予測、実時間での河川流量の予測、環境変化に伴う水循環の変化予測、水文観測が十分でない流域の水循環予測等である。
・山腹斜面に達した雨水は、表面流、中間流、あるいはそれらを合わせたものと地下水流出の和として河道に流出する。
・河道網構造は流出の仕方に影響を及ぼし、一般的に羽状流域、放射状流域、平行流域、これらが組み合わさった複合流域に分類される。

・キネマティックウエーブ法とは、雨水流の移動を水理学的な連続式と運動式とでモデル化したもので、等価粗度法とも呼ばれる。
・貯留関数法とは、流域ないし河道を一つの貯水池と考え、貯留量-流出量関係(貯留関数)を運動方程式とし、これを連続式と組み合わせて、流出量を追跡する方法をいう。
・貯留関数法においては、計算開始時点からの降雨の累積値が飽和雨量以上の場合、流出率を1.0とする。

・合理式は、流域に入る降水量と流域下端からの河川流量とが等しくなる状態を仮定することで得られる。
・洪水ピークに到達するまでに時間を要し、その間に降水量が大きく変化することが想定される大河川流域においては、合理式を適用することはできない。

1技術士 3専門 建設  H26-15-2  H24-15
河川の水理解析1

・洪水波の波形は、必ずしも河川の流速と同じ速度で伝播するものではない。
・準二次元不等流解析では、河道の低水路と高水敷の流速の差により発生する渦による抵抗を考慮することができる。
・河床勾配の小さな河川では、水面勾配の変化の影響が無視できないほど大きくなり、水位と流量の関係が水位の上昇期と下降期でループを描くことがある。

1技術士 3専門 建設  H25-15
河川の水理解析2

・降雨流出解析の一手法である合理式法は、時間内の降雨強度に流域の流出係数を乗じて、流出量を算出することができる。
・流域に降った降雨のうち、河川へ流出する降雨分を有効降雨といい、有効降雨の降雨全体に占める比率を流出率と呼ぶ。
・縦断勾配が緩やかな河川では、洪水時の水位流量曲線は、水面勾配等の影響を受けて、1価関数とならない場合がある。
・対数分布則によると、河川水の流速は、河床近傍よりも水面近傍で大きくなる。

都市計画、水理計算/問題3 専門科目 建設部門/過去問からの出題傾向

技術士第一次試験/問題3 専門科目 建設部門

◎は、予想が的中したものです。

重点予想 H30 H29 H28 H27 H26 H25 H24
◇ 都市計画、地方計画
 国土形成計画
 全国総合開発計画
 都市計画法の地域地区
 都市計画区域
 区域区分
 市街化区域
 都市計画の用途地域
 都市計画法上の都市施設
 都市計画の決定
 土地区画整理
 公共交通の特徴
 コンパクトシティ
 交通需要予測の4段階推定法
 交通需要予測の利用者均衡配分法
 都市交通の調査
 パーソントリップ調査
 空間平均速度の計算
 都市における地下鉄
 産業革命以降の都市提案
◇ 水理計算、水理解析
 管路線上の水の圧力:ベルヌーイ
 水槽から流出する流速:ベルヌーイ
 長方形の壁の全水圧の作用点
 単一管路の断面積の変化
 単一管路のピエゾ水頭 。
 単一管路内の水の流れ
 管水路の水頭
 管路流れの損失水頭
 マニングの公式 。
 開水路の流れとフルード数 。
 開水路の水理解析
 水の流れの解析
 水理模型実験の相似則
 河川の流出解析
 河川の水理解析1
 河川の水理解析2
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 問題3 専門科目 建設部門
過去問と解答速報『資格試験_合格支援隊』
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