技術士 第一次試験 専門科目 上下水道部門 上水道及び工業用水道 練習問題 第15問: ある配水区域の配水池は、高水位(H.W.L.)が標高93.0 m、低水位(L.W.L.)が標高87.0 mである。配水管から給水管に分岐する箇所の配水管の管中心
ある配水区域の配水池は、高水位(H.W.L.)が標高93.0 m、低水位(L.W.L.)が標高87.0 mである。配水管から給水管に分岐する箇所の配水管の管中心の標高は14.5 mである。水の密度を1,000 kg/m³、重力加速度を9.8 m/s²とする。この分岐箇所の配水管の最大静水圧と、水道施設の技術的基準を定める省令が定める分岐箇所の最大静水圧の上限(給水に支障がない場合の例外は考えない)との関係の組合せとして、最も適切なものはどれか。
解答と解説を先に見る
先に見ると、この問題は今回は育ちません。
正解: 5. 約770 kPaで、省令の上限を上回る
最大静水圧は約770 kPaで、省令の上限の740 kPaを上回ります。静水圧は水が流れていないときの圧力で、水面との高さの差(水頭)hからp=ρghで求めます。
分岐箇所の静水圧がもっとも高くなるのは、配水池の水位が高水位のときです。
水頭h=93.0−14.5=78.5 m
p=1,000×9.8×78.5=769,300 Pa≒770 kPa
水頭1 mあたり1,000×9.8=9.8 kPaなので、78.5×9.8≒769 kPaとしても同じです。「約770 kPaで、省令の上限を下回る」は値は合っていますが上限との大小を誤っています。
「約710 kPa」は低水位で計算した値、「約910 kPa」は管中心の標高を引かずに高水位の標高をそのまま水頭とした値、「約79 kPa」はρgを掛けずに水頭の数値をkPaとした値です。分岐箇所の配水管の最大静水圧の上限は740 kPaで(水道施設の技術的基準を定める省令第7条第10号。給水に支障がない場合を除く)、最大静水圧は配水池の高水位から求めます。
根拠・参照資料: 水道施設の技術的基準を定める省令第7条第10号
関連キーワード: 静水圧・最大静水圧・配水池・高水位・水頭
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