水理学Ⅱ (A41O A42P)

日本大学理工学部

2025年理工学部シラバス - 土木工学科

設置情報

科目名	水理学Ⅱ 管路の水理、開水路の水理
設置学科	土木工学科	学年	2年
担当者	安田　陽一	履修期	後期
単位	2	曜日時限	木曜1 木曜2
校舎	駿河台	時間割CD	A41O A42P
クラス	2年生　1組、 2組
履修系統図	履修系統図の確認
その他	実務経験のある教員による授業科目

概要

学修到達目標	水理学Ⅰの内容に基づいた講義および演習を行う。解析学[式（式の展開、因数分解、不等式）、関数（二次関数、高次関数、対数関数、三角関数）、微分、積分]の基礎を学び、管路の基本水理設計に加え開水路の基本水理設計が可能な技術能力を養成する。特に、開水路の水理学は応用水理学、河川環境工学、海岸環境工学の基礎として重要であり、行政・コンサル・建設業・エネルギー業・運輸業など様々な分野で専門基礎の一つとして必要不可欠な科目である。本科目はDP1・3・5及びCP1・3・5に該当しています。
授業形態及び授業方法	授業内容が理解しやすいように実務経験に基づく資料配布などを利用して現象を説明する。また、授業内容が工学的にどのように重要であるのかを学ぶ。対面授業で行う。時間割の設定された時間と曜日に行います。また、授業内容の予習・復習が可能なように資料をダウンロードしています。定期試験は実施しません。毎週の出欠、ノート記録、およびレポートの成果状態により評価し、減点システムを導入しています。授業中の発言、換算試験結果、拡張講義の参加については加点として導入しています。
履修条件	水理学Ⅱ演習を履修すること。
ディプロマ・ポリシー（DP）及びカリキュラム・ポリシー（CP）との関連	ディプロマ・ポリシーとカリキュラム・ポリシーの関連として、2年生から本格的な専門科目を学ぶ段階となり、水理学は土木工学の専門分野として求められる主要な科目であり、授業ごとに授業内容の主なポイント、水工技術への適用を確認し、理解の程度を確認して総合評価した上で単位取得の有無が判断される。

授業計画

第1回	単線管路中に設置した発電、ポンプによる水力の評価についての講義「有効落差、揚程、水力の推定について学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、式の展開、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第2回	複線管路、枝状管路についての講義「複線管路の水理計算と考え方を学ぶ」「合流・分流の取り扱いと考え方を学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、二次関数、不等式等の数学的手法を学ぶことで理解される。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第3回	管路網についての講義「管路網計算の取り扱いと考え方を学ぶ」管路現象の物理的な意味を学び、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示したレポート課題を作成し、次週の火曜日に提出する。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第4回	開水路等流についての講義「等流の形成条件、等流の水理について学ぶ」「開水路流れに関する術語，等流の定義，等流となるための条件を学ぶ，複断面開水路における流量算定方法を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開や指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示したレポート課題を作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第5回	開水路等流についての講義開水路等流の断面決定についての講義「水理上有利断面、水理特性曲線を用いた断面決定について学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、高次方程式、微分の考え、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示したレポート課題を作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第6回	フルード数による流れの分類、限界流の条件についての講義「射流・常流・限界流の水理および等流との関連性などを学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開と因数分解、対数関数、高次関数、一次不等式、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示した課題レポートを作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第7回	オリフィス・堰(刃形せき)についての講義「大オリフィス・小オリフィスの取り扱い，オリフィスおよび刃形せきにおける流量算定法と考え方を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、指数関数、複素平面等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料、授業配布資料、教科書を通じて総括するために、予習する（120分）。また、総括レポートを次週の火曜に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第8回	パイプオリフィス、パイプノズル、ベンチュリーメータによる流量測定、排水時間についての講義「パイプオリフィス、パイプノズル、ベンチュリーメータにおける流量算定法と考え方を学ぶ」「準定流の定義、排水時間の算定方法とその考え方を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、指数関数等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示したレポート課題を作成し、次週の火曜日に提出する。（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第9回	フルード数による流れの分類、限界流の条件、支配断面の定義についての講義「射流・常流・限界流の水理、ベランジャーの定理、ベスの定理、Brink Depthの位置づけ、支配断面などを学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開と因数分解、対数関数、高次関数、一次不等式、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示した課題レポートを作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第10回	「矩形断面を対象とした跳水上・下流端の水深間の関係（ベランジャーの式），跳水によるエネルギー損失の算定方法とそれらの考え方を学ぶ．また，跳水長について学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開と因数分解、対数関数、高次関数、一次不等式、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示した課題レポートを作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第11回	「台形断面を対象とした跳水上・下流端の水深間の関係（比力），跳水によるエネルギー損失の算定方法とそれらの考え方を学ぶ．」開水路流れの物理的な意味を学び、式の展開と因数分解、対数関数、高次関数、一次不等式、微分の考え等の数学的手法を学ぶことで理解される。 Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業中に提示した課題レポートを作成し、次週の火曜日に提出する（120分）。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第12回	開水路不等流(漸変流)(その1)についての講義「一次元の漸変流の水面形の特徴を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、微分の考え、微分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第13回	開水路不等流(漸変流)(その2)についての講義「一次元の漸変流の基礎式の考え方と取り扱い，漸変流の水面形の推定方法、広長方形断面水路における不等流の水面形の計算方法(Bresseの方法を含む)を学ぶ」開水路流れの物理的な意味を学び、積分の考え、積分法等の数学的手法を学ぶことで理解される。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第14回	漸変流および局所流を含む授業内容を確認する換算試験を行う。	Classroomから事前資料をダウンロードし、予習する（120分）。また、授業内容のまとめ、課題レポートを作成し、復習する（120分）。	事前学修として1時間、事後学修として3時間を求める。
第15回	第1回から第14回までの授業内容を確認する換算試験を行う。	今までの資料、課題内容を事前に復習し、不明瞭の箇所を復習する。	事前学修として3時間、事後学修として1時間を求める。

その他

教科書	大津岩夫・安田陽一編著『水理学－Application for Theory－』理工図書 2019年第7版理工図書から出版された大津岩夫・安田陽一編著『水理学－Application for Theory－』を使用する。水理学Ⅱ演習で用いる「水理学　例題・演習」も参考にする。
参考書	水理学に関する参考書は数多くあり、比較しながら勉強することを勧める。
成績評価の方法及び基準	毎週行うレポート課題、授業参加可否、授業中に記録したノートなどから減点評価を導入します。持ち点ははじめ100点から始まります。各回に3種類の課題のレポートを2段階で作成し提出します。各回に最大5点の減点（未提出と同じ評価）が生じるシステムを導入します。なお、授業中に記録したノートを回収し、不備な点が多いと、2点または3点減点とします。レポートの提出方法はClassroomを見てください。加点として授業中の意見の有無、拡張講義の参加などで行います。
定期試験等について	平常点やレポート等の課題による評価予定
質問への対応	基本的にはいつでもかまいませんが、木曜、金曜に対面での質疑応答ができます。その他はメールでアポイントを取ってください。話し合う手段を決めて、日時を定めます。
研究室又は連絡先	駿河台校舎タワースコラ棟S1011号室(環境水理研究室) 連絡先(電子メール)：<yasuda.youichi@nihon-u.ac.jp> 連絡先(TEL＆FAX)：047-469-5463
オフィスアワー	木曜駿河台 16:40 ～ 18:10 S1011号室入構可能時期金曜駿河台 15:00 ～ 18:00 S1011号室入構可能時期
学生へのメッセージ	専門科目の中で最も重要な科目の1つです。頭を通して考えて取り組むと興味深く理解できる科目です。機械的に暗記しても一定以上の評価（技術力）になりませんので、論理展開を把握し技術の基礎を身に付ける科目です。

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