貯留施設に接続する排水構造物の水位について

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色々と参考文献を確認しておりますが、自分では解決できそうのないので、どなたかご教授お願いします。

貯留地に排水管路を接続する設計をおこなっております。
流入:排水管路 → 貯留池

①貯留池のHWLは、FH=10.0m(仮定)です。
②接続する排水管は、φ500mm。8割水深の水位はFH=10.2m(仮定)です。

以上の条件の場合、
接続する排水管の排水断面は、貯留池のHWLを基準に空中に0.2m・水中に0.2mの接続になる事となると思います。
その場合、部分的ではありますが、水中に排水管が入り込む事で、排水管の排水能力が低下する様な現象が起こるのでしょうか?

それとも、水位差があるので、排水管の排水能力に問題は起きないのでしょうか?

ご回答をお願いします。
また、参考となる文献等があれば、教えて頂けないでしょうか。
よろしくお願いします。

コメント

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流入管の吐口が貯留池水面に多少突っ込んだ場合ということでしょうか。

基本的には、流入した水は大気圧により全貯留池水面で平準化されるので、阻害されることにはならないと思います。
排水管が空中の場合:流入水は管路により下流へ流下
排水管が水中の場合:流入水は水頭差により力外部へ排出

ただなにもないのと同じではないので、細かく言えば少しは阻害されているのでしょうね。

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ご教授、ありがとうございます。
流入管の吐口が貯留池の水面に多少突っ込んだ場合の話です。

ご教授の通り、
細かい事にこだわり過ぎたと、反省してます。

ありがとうございました。

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すいません。
後学のために、再度、質問させて頂きます。

入管の吐口が貯留池の水面に多少突っ込んだ場合の話の続きです。

細かく言えば、多少は断面阻害が起こっている (だろう)
の算定式などが、あるのであれば、参考文献等を教えて頂けないでしょうか。

ご教授お願いします。

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>細かく言えば少しは阻害されているのでしょうね。

という文章に対するご質問なのであれば、

水頭差による外部への排出=管路内満水後に池部へ流出→径深が大きくなり管路との摩擦が増加
ととらえ、10割水深(径深が大きくなる)で照査してみてはどうでしょうか。
 

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 明確に部分的には流下能力阻害の現象を見いだせます。
 静的(安定状態)にお話しすれば、水中に有る満管水路の平均長さ(細かく申せば場所により距離が変わる)に対して必要流量を確保できる水頭分、水路内(貯留部)水面が上昇します。
 ですから、水中埋没の水路長が長く、水面上の水路勾配が極めて暖勾配の場合には検討が必要ですが、相当極端な場合でなければ、影響を及ばす範囲は無視して問題は起きないと考えて良いと思います。
 また、通常この程度のスケールですと無視される範囲(目視では観察不可能)ですが、放流箇所が埋没し水路内気圧が変動すること、水位が変動することなどにより、軽微ですが背水形状に影響があります。

・・・少しお話しは変わりますが、その他、目視での観察が困難なことなどから、通常は放流口を目視されたくない、放流箇所を沿岸に設置したくない、特定の箇所に放流口を設置したい、などの要因がない限り水位以上に開口させるのが標準ではないかなと・・・

 加えてあまり一般的なお話しではありませんが、水路形状(上流に満水路部分が存在したり、気相への外部通気流通量が十分に確保されない)によっては、気相部がショックアブソーバーのような挙動をして、流入阻害や脈動を起すこともあります。
 実務上、矩形の場合8割水深とか円形の場合半管水深を設計最大水量にすることが多いのは、安全率もありますが、経験上この辺りの阻害を防止する意味もあると聞いています。

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 補足しておきます

 半管水深=5割水深

 八割水深と満管水深ですと、流下量は八割の方が大きいですが、五割を満管と比較すると、それほど流下量は変わりません。

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ご返答、ありがとうございます。

今一度、勉強をしてみようと思います。

これまでのご教授について、改めてお礼を申し上げます。
ありがとうございました。

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最初に排水管と貯留池に十分の落差がある場合の水流の変化をイメージすると
排水管内の上流側からの水流の変化は
等流水位で流下→落差に向かって低下背水→落差部で限界水深が発生→放物線の水流で貯留池に落下
貯留池HWLの位置関係で
①排水管底>貯留池HWL・・限界水深から上流に向かって背水計算(流出損失なし)
②限界水位>貯留池HWL>排水管底・・限界水深から上流に向かって背水計算(流出損失極小に付無視)
③等流水位>貯留池HWL>限界水位・・貯留池HWLから上流に向かって背水計算(流出損失見る)
こんな感じでしょうか、
何れにしても、排水管の上流で等流水位に収束しますので
一般的に等流水位>貯留池HWLならば背水計算は、省略しています。