流速と流量と水深の関係が分からない

川の流れを見ていて、大雨などが降ると急激に水かさが増えて、流れが速くなるが、その関係性がよくわかりません。
例えば川幅が１mで通常の流速が50cm/S、水深が5cmと仮定すると、水量は100cm×50cm/s×5cm/1000＝25l/sとなりますが、大雨が降って流速が2m/sになったら、水深や水量はどのように計算できるのだろうかと・・・どうも、流体というものは分かりにくいものです。
どなたか、分かり易く説明してください。

No.3 回答者： kazu0801 回答日時： 2017/05/08 13:13

大雨が降って水量が増えると流速が早くなるのですが、

水面と水底とは流速は一定ではありません圧力損失があるからです。
ですから計算通りにはいきません。
川も上流と下流では同じ条件ではありません。
単純に水面流速が4倍になったら、同じ水位だと水量は4倍になります。
そんなことはありえないので、上流の水量が増えると水位と流速が変化します。
流速は水面と水底は違うので、変化を求めようとすると他の回答者と同じく
水位の経緯がわかるように特定の位置を決め計測できるようにすることです。
基準点を決めておけば、何ｃｍ増水したかは明白です。
No.2さんの写真でも避難水位を基準にしたらブロックの幅で水位がわかります。
何が目的かわかりませんが、水面流速変化だけで水深、水量を予測することは
私のような普通の頭脳では無理です。

この回答へのお礼

ご回答、ありがとうございます。
仰る通り、求めるのが大変な事象のようですね。
ただ、この質問に関し、お宅様が３人目の回答者のように見えるのですが
すでに９人の方から回答を得ています。
その上、ベストアンサーも選んでいます。
なのに、なぜ新しい回答を寄せていただいたのか不思議です。
また、このお礼を書いている質問履歴では、お宅様が３番目となっていて
摩訶不思議です。

お礼日時：2017/05/08 15:04

No.2 回答者： 銀鱗 回答日時： 2017/05/02 09:52

＞ご回答では水位から計算するようになっていますが、水位が分からないのです。

(´・ω・`)
水深（水位）と流速の関係を知りたいという質問ではなかったのですか？

水位はスケールで測りましょう。

この回答へのお礼

フォローありがとうございます。
水位と流速の関係ではありません。質問文は
：流速が2m/sになったら、水深や水量はどのように計算
となっています。
また、そのような水位計も近くにはありませんし、前提が水位が分からない、です。
川そのものは変わらないとして、流速のが変化に対し、水位が分れば計算できそうに
思います。

お礼日時：2017/05/02 15:02

No.1 回答者： 銀鱗 回答日時： 2017/05/02 08:39

・川底の形状

　・水深
　・川の傾斜
これらが複雑に関連するので、単純に説明することはできません。
ですが、
　　水位の3/2乗×乗数
で大まかな「流量」を求めることは可能です。
あとは川の断面積から流速を求めることになります。
※乗数は上記の条件によって大きく異なります。

実際に川の水位で水量を求めることができますが、これは疑似的な計算に基づくものです。
計装分野で使われる流量計には川の中央上部（橋の真ん中）に反射式の水位計を設けて
川に流れる水量を測定するものがあります。

さて、どのくらい面倒かと言うと…
これだけで一つの論文を書くことができるくらいです。
JFEアドバンテック社が実地検証した報告を同社のサイトから閲覧することができますので紹介しておきます。
　http://www.jfe-steel.co.jp/research/giho/015/pdf …

この回答へのお礼

早速の、ご回答ありがとうございます。
やっぱり、難しいのですね。
実は近く川で流速はおおよそですが軽いものを投げ入れ距離と通過時間から求められますが
水深は水辺に近づくことが困難であり、いったいどのくらい流れているだろうかと思った
ことからお尋ねしました。
ご回答では水位から計算するようになっていますが、水位が分からないのです。

お礼日時：2017/05/02 09:43