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参考までに、土地改良事業計画設計基準・設計「水路工」基準書・技術書（農林水産省農村振興局）にいろいろな水理検討の
手法が掲載されていて、その中に落下水脈の形状を計算する方法が載っています。
その計算法で落下水脈の飛距離を算定して、それに＋αの延長を加えれば良いのでは、と考えます。
＋αは技術者の主観になりますが。
私はこの計算法で水脈長を求めて、水路の落差工の形状を決定しました。
ちなみに、同書の中では落差工等の複雑な水路構造物は水理解析の手法がないため、模型実験等で確認するのが望ましい
とされています。なので、この実験を行わない限り、経験上の主観がある程度入ってくるのはやむを得ないのかなと
思っています。

あくまで、参考までに。