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マニング式による開水路流量計算ツール

このマニング式開水路流量計算ツールは、マニング粗度係数、径深、流積、河床勾配という4つの水理条件から、定常等流の流量を推定します。マニング式のSI形式を適用し、流量を毎秒立方メートル、平均流速を毎秒メートルで返します。水路形状と流れの抵抗がすでに求められている場合に、概略設計の確認、水路案の比較、または繰り返し行う計算の自動化にご利用いただけます。

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ご利用方法ウェブAPIメールTelegramアプリ近日

同じ流れの断面を表す水理条件を準備します

まず、定常かつ等流として合理的に扱える横断面と流況を選びます。流積には、水面より上の掘削部分を含む全面積ではなく、水が実際に流れる濡れた部分の面積を平方メートルで入力してください。径深は流積を潤辺で割った値であり、一般には水深と同じではありません。ただし、非常に幅の広い長方形水路では両者が近い値になることがあります。河床勾配は無次元の比で入力します。たとえば、水平距離千メートルにつき二メートル低下する場合は0.002です。マニング粗度係数には、検討対象の材料、植生、凹凸、線形、流況を反映させる必要があります。4つの値はすべて、同じ水位と同じ水路区間に対応させてください。ある水位の流積と別の水位の径深を組み合わせると、計算値は得られても物理的に一貫した断面にはなりません。本ツールはすべてSI単位で計算するため、最終流量を後から補正するのではなく、計算前に寸法を換算してください。

マニング式による流量計算の仕組みを確認します

計算には Q = (1/n) A R^(2/3) S^(1/2) を使用します。Qは流量、nはマニング粗度係数、Aは流積、Rは径深、Sは河床勾配です。流速は V = (1/n) R^(2/3) S^(1/2) で求め、その値に流積を掛けると流量になります。粗度係数は分母にあるため、形状が同じなら係数が大きいほど予測流速と流量は小さくなります。径深は3分の2乗、勾配は平方根として作用するので、いずれかを2倍にしても流量は2倍になりません。この理想化された等流モデルでは、勾配が0なら流速と流量も0になります。粗度係数が0の場合はゼロ除算となり数式が定義できないため、無限大の値を表示せず入力エラーを返します。結果は再現性を保つ桁数に丸められますが、その表示桁数が現地測定や選定した粗度係数の精度を意味するわけではありません。

結果を解釈し、モデルの適用条件を確認します

返される流量はマニング式の前提に基づく推定値であり、水理技術者による判断の代わりにはなりません。この式は、代表的なエネルギー勾配を河床勾配で近似できる、重力によるおおむね一様な開水路流れで広く用いられます。一方、制御部、断面変化部、暗渠、ゲート、跳水、背水区間、急変流区間、または水面が区間内で大きく変化する場所には適さない場合があります。算出した平均流速は、対象水路の侵食、堆積、護岸、ならびに安全性の基準と比較してください。マニング粗度係数は厳密な測定値ではなく選定値なので、妥当な上限と下限の両方で感度を確認し、水深によって流積と径深が変わる場合は複数の水位も検討します。形状の出典、粗度の根拠、測量基準面、勾配の算定方法を記録すると、第三者が結果を再現できます。APIは1計算あたり$0.002で、ブラウザー版も同じ決定的な計算ロジックを使用します。

活用例

排水路の流下能力を推定する

既知の水位における側溝やライニング水路の概算流量を、流積と径深から求めます。

粗度条件を比較する

形状を変えずに、植生、ライニング、維持管理の想定が予測流速と流量に及ぼす影響を評価します。

概略水理計算を自動化する

横断形状と代表河床勾配を算定した後、設計工程で再現可能な流量計算を繰り返し実行します。

よくある質問

どの形式のマニング式を使用しますか？

SI形式の Q = (1/n) A R^(2/3) S^(1/2) を使用し、流量を毎秒立方メートル、平均流速を毎秒メートルで返します。

入力する単位を教えてください？

径深はメートル、流積は平方メートル、河床勾配は無次元比で入力してください。このSI形式ではマニングのnは無次元です。

粗度係数が0だとエラーになるのはなぜですか？

マニングのnは分母にあります。0では式が定義できないため、無限大や誤解を招く結果を返さず入力を拒否します。

河床勾配を0にできますか？

はい。この等流モデルでは勾配が0なら平均流速と流量も0です。指定した下流方向に対する負の勾配は拒否されます。

径深と水深は同じですか？

通常は異なります。径深は流積を潤辺で割った値であり、一部の幅広い水路形状に限って水深に近づきます。

開発者向け — APIアクセス

このページの機能はすべてAPIからも利用できます。自社システムに組み込みたいチーム向けのセクションです。それ以外の方は上のツールをそのままお使いください。

エンドポイント

POSThttps://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge

Bearerトークンで認証し、POST1回でタスクをキューに登録します。結果はWebhookまたは署名付きリンクで受け取れます。

お使いのスタックから呼び出す

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"manning_n":0.03,"hydraulic_radius_m":1.2,"area_m2":4.5,"bed_slope":0.002}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "manning_n": 0.03,
    "hydraulic_radius_m": 1.2,
    "area_m2": 4.5,
    "bed_slope": 0.002
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "manning_n": 0.03,
    "hydraulic_radius_m": 1.2,
    "area_m2": 4.5,
    "bed_slope": 0.002
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"manning_n":0.03,"hydraulic_radius_m":1.2,"area_m2":4.5,"bed_slope":0.002}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"manning_n":0.03,"hydraulic_radius_m":1.2,"area_m2":4.5,"bed_slope":0.002}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/earth/manning-discharge", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

リクエスト例

{
  "manning_n": 0.03,
  "hydraulic_radius_m": 1.2,
  "area_m2": 4.5,
  "bed_slope": 0.002
}

レスポンス例

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "earth.manning_discharge",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

非同期APIです。task_idは即時に返ります。ポーリングは1秒あたり1リクエストまでです。

料金

1リクエストあたり$0.002

単価はすべて公開しています。トークン換算や独自クレジットはありません。失敗したタスクは課金されません。

エラー

HTTP	コード	意味
`401`	`unauthorized`	APIキーが無効か、指定されていません。Authorizationヘッダーを確認してください。
`402`	`insufficient_balance`	残高が不足しています。チャージ後に再度お試しください。
`404`	`unknown_type`	指定されたタスクタイプは存在しません。タイプ名を確認してください。
`429`	`rate_limited`	リクエストが多すぎます。しばらく待ってから再度お試しください。

KITの完全なドキュメントを見る →