キルピッチ式計算機

キルピッチ式計算機は、流域管理および水理工学プロジェクトの集中時間（tc）を決定するために設計されています。集中時間は、流域の最も離れた地点から特定の地点（通常は流域出口）まで水流が移動するのにかかる時間を示す、水文学における重要なパラメータです。tcを理解することで、効率的な排水システムの設計、洪水リスクの管理、都市および農村の水管理戦略の計画に役立ちます。

歴史的背景

キルピッチ式は、20世紀半ばにP.Y.キルピッチによって開発されました。これは、明確な越流経路を持つ小流域における集中時間の推定のための、最もシンプルで広く使用されている式の一つです。その使いやすさとパラメータの最小限の要件により、技術者や水文学者の間で人気があります。

計算式

集中時間は、以下の式を使用して計算されます。

\[ tc = 0.0078 \times \left(\frac{L^{0.77}}{S^{0.385}}\right) \]

ここで：

• \(tc\) は集中時間（分）、
• \(L\) は移動距離（m）、
• \(S\) は勾配です。

計算例

移動距離1000メートル、勾配0.01の場合、集中時間は次のようになります。

\[ tc = 0.0078 \times \left(\frac{1000^{0.77}}{0.01^{0.385}}\right) \approx 39.48 \text{ 分} \]

重要性と使用シナリオ

集中時間は、雨水管理施設、カルバート、雨水排水システムの設計において基本的なものです。これはピーク流量の推定に役立ち、洪水を制御し、都市および農村環境における流出を管理するための安全で効率的な水理構造物を設計する上で不可欠です。

よくある質問

1. 集中時間に影響を与える要因は何ですか？

   • 主要な要因には、流域面積、形状、勾配、表面粗さ、流れの経路などがあります。

2. キルピッチ式はどのサイズの流域にも使用できますか？

   • 小～中規模の流域に最適ですが、大規模または複雑な流域に適用する場合は注意が必要です。他の方法の方が正確な場合があります。

3. 勾配は集中時間にどのように影響しますか？

   • 一般的に、勾配が急なほど、水はより速く移動するため、集中時間が短くなります。

この計算機は、集中時間の推定を容易にし、効率的な水資源管理とインフラストラクチャ計画に役立ちます。