2026年版・7-4

計画:口径決定と損失水頭の計算の一問一答

給水装置工事主任技術者試験「給水装置計画論」から、計画:口径決定と損失水頭の計算に関する4択問題を10問。「答えと解説を見る」を開くと、正解とその理由がその場で読めます。会員登録は不要です。

この分野の演習

全10問/解説つき・基本無料

アプリ形式で解く(全600問) 給水装置計画論の要点解説を読む
問題

上から順に解いてみてください。答えは各問の下で確認できます。本試験は四肢択一式と五肢択一式が混在しますが、ここでは全て4択で出題しています。

問17-4
直結式の給水管の口径決定の基本的な考え方として、適当なものはどれか。
  • ①立上り高さ・総損失水頭・所要水頭の合計が、計画最小動水圧の水頭以上となるよう決める。
  • ②立上り高さと総損失水頭の合計が、配水管の計画最大静水圧の水頭以上となるように決める。
  • ③配水管の口径と同じ口径の給水管を使えば、計算を行わずに口径を決めることができる。
  • ④立上り高さ・総損失水頭・所要水頭の合計が、計画最小動水圧の水頭以下となるよう決める。
答えと解説を見る
正解 ④立上り高さ・総損失水頭・所要水頭の合計が、計画最小動水圧の水頭以下となるよう決める。
解説
直結式の給水管の口径は、給水用具の立上り高さ(配水管から給水用具までの高さ)、計画使用水量を流したときの総損失水頭、給水用具の所要水頭(給水用具を使うために必要な水頭)の合計が、配水管の計画最小動水圧の水頭以下となるように決めます。
立上り高さ + 総損失水頭 + 所要水頭 ≦ 配水管の計画最小動水圧の水頭
この差を余裕水頭といい、ある程度の余裕を見込んで口径を決めます。

他の選択肢が誤りである理由
・基準にするのは計画最小動水圧で、合計がその水頭以下となるようにします。
・合計が計画最小動水圧の水頭以上では水圧が足りません。合計がその水頭以下となるように決めます。
・配水管と同じ口径で分岐することは原則として行わず、計算によって決めます。

覚え方のポイント
「高さ + 損失 + 所要 ≦ 最小動水圧」。口径決定の最重要式です。
問27-4
給水管の摩擦損失水頭の計算に一般に用いられる公式の組合せとして、適当なものはどれか。
  • ①口径50mm以下はウエストン公式、口径75mm以上はヘーゼン・ウィリアムス公式
  • ②口径50mm以下はヘーゼン・ウィリアムス公式、口径75mm以上はウエストン公式
  • ③口径にかかわらず、すべての管の損失水頭をベルヌーイの定理だけで計算する
  • ④口径にかかわらず、すべての管の損失水頭をウエストン公式だけで計算する
答えと解説を見る
正解 ①口径50mm以下はウエストン公式、口径75mm以上はヘーゼン・ウィリアムス公式
解説
給水管の摩擦損失水頭の計算には、一般に、口径50mm以下の管ではウエストン公式、口径75mm以上の管ではヘーゼン・ウィリアムス公式が用いられます。実務や試験では、これらの公式をもとにした流量図(流量と動水勾配、口径の関係を示した図)を使って損失水頭を求めることが多くあります。

他の選択肢が誤りである理由
・口径と公式の対応が逆になっています。
・ベルヌーイの定理はエネルギー保存の関係を示すもので、摩擦損失水頭そのものを求める公式ではありません。
・ウエストン公式は主に口径50mm以下の管に用いられ、口径75mm以上の管にはヘーゼン・ウィリアムス公式が用いられます。

覚え方のポイント
「小さい口径はウエストン(W)、大きい口径はヘーゼン(H)」。
問37-4
給水用具や水道メーター、管の曲がりなどによる損失水頭を、同じ口径の直管の長さに換算したものを何というか。
  • ①余裕水頭
  • ②動水勾配
  • ③直管換算長
  • ④所要水頭
答えと解説を見る
正解 ③直管換算長
解説
直管換算長とは、止水栓、水道メーター、給水栓などの給水用具や、管の曲がり・分岐などで生じる損失水頭を、それと同じ損失水頭を生じる同じ口径の直管の長さに換算したものです。
給水管の延長に直管換算長を加えた長さに、動水勾配を掛けることで、給水用具類を含めた損失水頭をまとめて計算できます。

他の選択肢が誤りである理由
・動水勾配は、管の単位長さあたりの損失水頭(通常、1,000mあたりの値‰で表す)です。
・余裕水頭は、配水管の水頭から必要な水頭を差し引いた余裕分です。
・所要水頭は、給水用具を使うために必要な水頭です。

覚え方のポイント
「直管換算長=器具の損失を『何mの管と同じ』かに置き換えたもの」。
問47-4
次の図のように、延長25mの給水管に計画使用水量を流したときの動水勾配が40‰(パーミル)であった。この給水管の摩擦損失水頭として、適当なものはどれか。
AB延長 25m動水勾配 40‰
  • ①1.0m
  • ②10m
  • ③0.1m
  • ④100m
答えと解説を見る
正解 ①1.0m
解説
動水勾配は、管の長さ1,000mあたりの損失水頭をm単位で表したもので、‰(パーミル、1,000分の1)で示します。
摩擦損失水頭 = 動水勾配 × 管の延長 = 40/1,000 × 25m = 1.0m

他の選択肢が誤りである理由
・0.1mは、桁を1つ小さく誤った値です。
・10mは、40/100(%)として計算するなど、桁を1つ大きく誤った値です。
・100mは、40 × 25 ÷ 10 のように単位の扱いを大きく誤った値です。

覚え方のポイント
「損失水頭 = 動水勾配(‰)÷ 1,000 × 延長」。パーミルは1,000分の1です。
問57-4
次の図の給水管について、給水管の延長が12m、止水栓・水道メーター・給水栓の直管換算長がそれぞれ3m・8m・5mである。動水勾配が60‰のとき、給水用具類を含めた損失水頭として、適当なものはどれか。
止水栓(3m)M水道メーター(8m)給水栓(5m)給水管の延長 12m( )内は直管換算長
  • ①0.72m
  • ②0.96m
  • ③1.68m
  • ④16.8m
答えと解説を見る
正解 ③1.68m
解説
給水用具類を含めた損失水頭は、給水管の延長に給水用具類の直管換算長を加えた長さに、動水勾配を掛けて求めます。
計算上の延長 = 12 + 3 + 8 + 5 = 28m
損失水頭 = 60/1,000 × 28 = 1.68m

他の選択肢が誤りである理由
・0.72mは、給水管の延長12mだけで計算し、直管換算長を加えていない値です(60/1,000 × 12)。
・0.96mは、直管換算長の合計16mだけで計算した値です(60/1,000 × 16)。
・16.8mは、60/100として計算し、桁を1つ大きく誤った値です。

覚え方のポイント
「管の延長 + 直管換算長」をまとめてから動水勾配を掛けます。
問67-4
次の図のように、配水管から分岐して給水栓まで直結で給水する。配水管の計画最小動水圧の水頭を20m、給水栓の立上り高さを4m、給水栓までの総損失水頭を7m、給水栓の所要水頭を5mとするとき、余裕水頭として適当なものはどれか。
配水管(最小動水圧の水頭20m)給水管(総損失水頭7m)給水栓(所要水頭5m)4m
  • ①13m
  • ②4m
  • ③9m
  • ④8m
答えと解説を見る
正解 ②4m
解説
余裕水頭は、配水管の計画最小動水圧の水頭から、必要な水頭の合計を差し引いて求めます。
必要な水頭 = 立上り高さ4m + 総損失水頭7m + 所要水頭5m = 16m
余裕水頭 = 20m − 16m = 4m
余裕水頭が0以上であれば、この口径で必要な水量・水圧が確保できると判断します。マイナスになる場合は、口径を大きくして損失水頭を減らすなどの検討をします。

他の選択肢が誤りである理由
・8mは、立上り高さ4mを差し引き忘れた値です(20 − 7 − 5)。
・9mは、所要水頭5mを差し引き忘れた値です(20 − 4 − 7)。
・13mは、総損失水頭7mだけを差し引いた値です。

覚え方のポイント
「余裕水頭 = 最小動水圧の水頭 −(立上り高さ + 損失 + 所要)」。3つとも忘れずに引きます。
問77-4
内径20mmの給水管に0.6L/sの水が流れているときの平均流速として、最も近いものはどれか。ただし、円周率は3.14とする。
  • ①0.19m/s
  • ②1.91m/s
  • ③0.48m/s
  • ④19.1m/s
答えと解説を見る
正解 ②1.91m/s
解説
流速 = 流量 ÷ 断面積 で求めます。単位をm・sにそろえて計算します。
流量 = 0.6L/s = 0.0006m³/s
断面積 = 3.14 × 0.02² ÷ 4 = 0.000314m²
流速 = 0.0006 ÷ 0.000314 ≒ 1.91m/s

他の選択肢が誤りである理由
・0.19m/sは、桁を1つ小さく誤った値です。
・0.48m/sは、断面積を3.14 × 0.02²とし、4で割り忘れた値です。
・19.1m/sは、L→m³の換算で桁を誤った(0.006m³/sとした)値です。

覚え方のポイント
「V = Q ÷ A」「A = π × d² ÷ 4」。単位をそろえてから計算するのが鉄則です。
問87-4
1.0L/sの水を流す給水管を、管内の平均流速が2.0m/s以下となるように選ぶ。次の管のうち、条件を満たす最も小さい管として適当なものはどれか。ただし、各管の断面積は、内径20mm:0.000314m²、内径25mm:0.000491m²、内径30mm:0.000707m²、内径40mm:0.001257m²とする。
  • ①内径20mmの管
  • ②内径25mmの管
  • ③内径40mmの管
  • ④内径30mmの管
答えと解説を見る
正解 ④内径30mmの管
解説
流速 = 流量 ÷ 断面積 で各管の流速を求めます(流量1.0L/s = 0.001m³/s)。
・内径20mm:0.001 ÷ 0.000314 ≒ 3.18m/s
・内径25mm:0.001 ÷ 0.000491 ≒ 2.04m/s
・内径30mm:0.001 ÷ 0.000707 ≒ 1.41m/s
・内径40mm:0.001 ÷ 0.001257 ≒ 0.80m/s
2.0m/s以下となる最も小さい管は、内径30mmの管です。給水管内の流速は、水撃作用や騒音などを防ぐため、一般に2.0m/s以下とすることが望ましいとされています。

他の選択肢が誤りである理由
・内径20mmと25mmの管は、流速が2.0m/sを超えます(25mmは2.04m/sでわずかに超えます)。
・内径40mmの管も条件を満たしますが、最も小さい管ではありません。

覚え方のポイント
「必要な断面積 = 流量 ÷ 許容流速」。0.001 ÷ 2.0 = 0.0005m²以上の管を選びます。
問97-4
ヘーゼン・ウィリアムス公式では、同じ管で流量が変わったとき、摩擦損失水頭はおおむね流量の1.85乗に比例する。流量を2倍にしたときの摩擦損失水頭はおよそ何倍になるか。
  • ①約1.85倍
  • ②約2倍
  • ③約4倍
  • ④約3.6倍
答えと解説を見る
正解 ④約3.6倍
解説
摩擦損失水頭が流量の1.85乗に比例するので、流量を2倍にすると、損失水頭は 2^1.85 ≒ 3.6倍になります。
流量が少し増えただけでも損失水頭は大きく増えるため、同時使用水量を適切に見積もり、余裕のある口径を選ぶことが大切です。

他の選択肢が誤りである理由
・約1.85倍は、指数の1.85をそのまま倍率と取り違えた値です。
・約2倍は、損失水頭が流量に比例すると誤って考えた値です。
・約4倍は、流量の2乗に比例するとした場合の値で、ヘーゼン・ウィリアムス公式の関係とは異なります。

覚え方のポイント
損失水頭は「流量が増えると急に増える(1.85乗)」。流量2倍なら約3.6倍です。
問107-4
給水管の損失水頭と口径に関する次の記述ア〜エのうち、適当なものの数はどれか。

ア 給水管の損失水頭には、管の摩擦損失のほか、水道メーターや給水用具類による損失がある。
イ 同じ流量なら、口径を大きくすると損失水頭は小さくなる。
ウ 直管換算長は、給水用具類の損失水頭を同口径の直管の長さに換算したものである。
エ 口径は、立上り高さ・総損失水頭・所要水頭の合計が、配水管の計画最小動水圧の水頭以下となるように決める。
  • ①1
  • ②2
  • ③3
  • ④4
答えと解説を見る
正解 ④4
解説
ア 適当。管の摩擦損失のほか、水道メーター、止水栓、給水栓などの給水用具類や、管の曲がり・分岐などによる損失があります。
イ 適当。口径を大きくすると流速が遅くなり、損失水頭は小さくなります。
ウ 適当。直管換算長の定義のとおりです。
エ 適当。口径決定の基本的な考え方のとおりです。
したがって、適当なものは4つです。

覚え方のポイント
損失水頭の計算は「延長+直管換算長 × 動水勾配」、口径は「高さ+損失+所要 ≦ 最小動水圧」。

給水装置工事主任技術者試験の対策問題(全600問)に戻る

非公式の資格試験対策サイトです。公益財団法人給水工事技術振興財団及び国土交通省・環境省とは一切関係ありません。

※本ページでは、アクセス解析(Googleアナリティクス)と、広告の配信・成果の計測(A8.net)のためにCookie等を利用し、閲覧に関する情報をGoogle LLC・株式会社ファンコミュニケーションズへ送信しています。詳しくはプライバシーポリシーをご覧ください。

※本ページの問題・解説は、生成AI(人工知能)を活用して作成しています。

【PR】