2018/03/19

国家総合職(記述式)河川工学の過去問に対する僕の回答 H20~H22

 

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1年で公務員に一発合格した24才

周りの人みたいに真面目に就活できる気がしなくて公務員を志望。

公務員試験に関する情報を知ってるだけで難易度が一気に下がることを実感しました。

見て下さるみなさんが簡単に合格できるよう貴重な情報を拡散していきたいと思います。

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国家総合職の記述試験って公務員試験の中で最難関の試験だと思います。

一番配点が高いこの記述試験で高得点を取ることができれば合格へ大幅に近づくことができます。

専門試験は29科目の中から基本的に2科目選んで解答するので、何を選択するか決めて勉強しなければなりません

ですが人事院に申請して過去問自体は入手できるものの”解答を手に入れることはできない”です。

独学で勉強していると自分で解答を作っていかなければなりませんが、これが思った以上に大変です。

僕自身、解答を作るのにものすごく時間を使ってしましました。

なのでこれから国家総合職を目指す方たちに効率よく勉強していただけるように

「河川工学」

の僕が時間をかけて作った解答

「H20~H28までの解答」

を紹介していきたいと思います。

もちろん解答を用意できなかった問題もありますし、間違えたまま覚えてしまっている問題もあるとは思いますが、そこはご了承ください。

僕自身は一生懸命時間を使って用意した解答なので参考程度にしていただけたら幸いです。

細かく説明していきたいので「H20~H22」、「H23~H25」、「H26~H28」の3パートに分けて説明していきたいと思います。

※このページは国家一般職や地方上級(市役所など)を受験する方にはほとんど参考になりません。

昔の過去問も参考にしたい方へ向けてH23~H28に引き続き

「H20~H22の解答」を紹介していきたいと思います。

H23~H25はこちら

H26~H28はこちら

過去問の入手方法がわからない方はこちらを見てみてください。

国家一般職・総合職の過去問の入手方法

平成20年度 国家総合職 工学区分 河川工学の問題と解答

(1) 我が国の治水に関する以下の問いに答えよ。

 (a) 我が国の治水上留意すべき地理的特徴について説明せよ。

 (b) 我が国の治水上留意すべき過去数年んお気象変化について説明せよ。

 (c) 近年頻発している都市型水害の特徴について説明せよ。

 (d) 都市型水害への対策について、ハード対策、ソフト対策の両面から説明せよ。

 

(2) 以下の洪水の流出解析手法について、それぞれ簡潔に説明せよ。

 (a) 合理式

 (b) 単位図法

 (c) 貯留関数法

 (d) タンクモデル

 

(3) 以下の洪水時に堤防が決壊する主な原因について、それぞれの決壊に至るメカニズムと決壊を防ぐための対策について説明せよ。

 (a) 越流

 (b) 洗堀

 (c) 浸透

 

(4) 我が国は、地形及び地質の特徴から、河川の上流から河口・海岸に至る流砂系での土砂移動量が多いが、ダムや堰などの河川を横断して設置された構造物の影響により、問題が生じている流砂系がある。生じている問題をいくつか挙げ、それらの問題を解決するための対策について具体例を含めて述べよ。

 

(1)の解答

(a) 我が国の治水上留意すべき地理的特徴について説明せよ。

我が国は、河状係数が非常に大きく、人口・生活・資産の大部分が氾濫域である沖積平野上で営まれているため、水害や土砂災害の被害を受けやすい。

(b) 我が国の治水上留意すべき過去数年の気象変化について説明せよ。

地球温暖化やヒートアイランド現象による局所的な集中豪雨の増加。

(c) 近年頻発している都市型水害の特徴について説明せよ。

都市化に伴い、アスファルト舗装等の不浸透区域の増加により雨水等の河川への流出率の増加やピーク流量の増加がみられる。その中でヒートアイランド現象による局所的な集中豪雨の増加により雨水が処理できなくなり、水があふれ、内水氾濫となる。

(d) 都市型水害への対策について、ハード対策、ソフト対策の両面から説明せよ。

[ハード対策]

・貯留浸透施設の設置

・下水道事業による雨水管・ポンプ場の整備

・透水性アスファルトの採用

[ソフト対策]

・浸水想定区域図・洪水ハザードマップの周知

・洪水情報システムの拡充

ひとこと

「都市型水害とはどんなものなのか」きちんと理解しておいたほうがいいと思います。

 

(2)の解答

(a) 合理式

洪水のピーク流量を推算するための簡便な手法で、Qを流量[m3/s]、fを流出係数、rを洪水到達時間内の平均雨量強度[mm/h]、Aを流域面積[km2]とすると、Q=1/3.6 ×frAで与えられる。

流域面積が小さく、洪水調節施設(ダム等)も考慮する必要のない河川で、ピーク流量のみが必要な場合に用いられる。

(b) 単位図法

河川のある地点における単位時間・単位有効雨量による流出ハイドログラフは同型と仮定して線形に重ね合わせてハイドログラフを求める手法。

(c) 貯留関数法

流出現象の非線形特性を表すため、降雨から流出への変換過程を導入し、貯留量と流量との間に一義的な関数関係を仮定し、貯留量を媒介変数として降雨量から流出量を求める手法。

(d) タンクモデル

仮想の貯留型タンクを複数個組み合わせることによって流出機構のモデル化を試みたもの。

ひとこと

洪水の流出解析手法は頻出です。

 

(3)の解答

(3) 以下の洪水時に堤防が決壊する主な原因について、それぞれの決壊に至るメカニズムと決壊を防ぐための対策について説明せよ。

(a) 越流

[メカニズム]

河川水が悦亮右し、その越流水により、土でできた堤防の川裏法尻が洗堀される。これにより堤防の法尻が洗堀され、決壊に至る。

[対策]

・ダムによる洪水調節を行い、河川の水位を下げる。

・堤防のかさ上げを行う。

(b) 洗堀

[メカニズム]

河川水による堤防の侵食・洗堀が徐々に進行し、しだいに堤防がすべりはじめる。そして、堤防の法尻を洗堀されてしまうことで決壊に至る。

[対策]

・法面に防水加工を施す。

(c) 浸透

[メカニズム]

河川水の水位の上昇により、河川水が堤防内に浸透し、さらに水位が上昇することで堤防が弱って決壊する。

[対策]

・堤防にコンクリートブロック、遮水シート等の耐水加工を施す。

・ドレーン工を設ける。

・洪水調節を行い、河川の水位を下げる。

 

(4)の解答

(4) 我が国は、地形及び地質の特徴から、河川の上流から河口・海岸に至る流砂系での土砂移動量が多いが、ダムや堰などの河川を横断して設置された構造物の影響により、問題が生じている流砂系がある。生じている問題をいくつか挙げ、それらの問題を解決するための対策について具体例を含めて述べよ。

土砂移動量は多い一方、河口や海岸に到達する土砂量は著しく減少している。

・ダムの上下間での河床変動が起きてしまう。

・海岸における砂浜の後退

対策としては、スリット型ダムの設置や排砂バイパス施設の設置が挙げられる。

 

平成21年度 国家総合職 工学区分 河川工学の問題と解答

(1) 河道計画に関する以下の問いに答えよ。

 (a) 以下の用語について、それぞれ簡潔に説明せよ。

 (ⅰ) 等流

 (ⅱ) 不等流

 (ⅲ) 不定流

 (ⅳ) 限界掃流力

 (b) 河道の横断形には、単断面河道と、低水路と高水敷をもつ複断面河道とがあるが、一般的に単断面河道に比べて複断面河道にすることの利点を3つ述べよ。

 

(2) ダムに関する以下の問いに答えよ。

 (a) 次に示すダムによる代表的な洪水調節方式㋐~㋒について、それぞれの概要を説明せよ。

 (ⅰ)  一定率一定量放流方式

 (ⅱ) 一定量放流方式

 (ⅲ) 自然調節方式

 (b)(c) は省かさせていただきます。

 

(3) 治水対策に関して以下の問いに答えよ。

 (a) 以下の用語について、それぞれ簡潔に説明せよ。

 (ⅰ) 輪中堤

 (ⅱ) 遊水地

 (ⅲ) 控堤

 (ⅳ) 災害危険区域

 (b) 河川堤防は土堤が原則であるが、その理由を3つ述べよ。

 (c) 治水対策において、通常の河川改修(築堤、河道の拡幅、掘削)に比べて、土地利用の規制・誘導と一体となった治水対策(輪中堤、宅地のかさ上げなど)を選択する方が有利であるのはどのような場合か2つ述べよ。

 

(1)の解答

(a) (ⅰ) 等流

断面形及び勾配が縦断的に変化しないと考えられる水路に、時間的に一定の流量が流れること。

(a) (ⅱ) 不等流

断面形及び勾配が断面的に穏やかに変化する水路に、時間的に一定の流量が流れること。

(a) (ⅲ) 不定流

流量の時間的な変化が無視できない流れのこと。

(a) (ⅳ) 限界掃流力

土砂が水流によって運ばれる現象を流砂というが、限界掃流力とはこの流砂が発生する最小の水流の強さの事。

 

(b) 河道の横断形には、単断面河道と、低水路と高水敷をもつ複断面河道とがあるが、一般的に単断面河道に比べて複断面河道にすることの利点を3つ述べよ。

・高水敷上で洪水のときに流れる水の水深が浅くなる。

・洪水時に流れる水の流速が小さくなる。

・駐車場やスポーツ場として高水敷の部分を利用できる。

ひとこと

高水敷とは河川敷などの事です。

サッカー場や野球グラウンド、テニスコートがあったりしますね。

 

(2)の解答

(a) 次に示すダムによる代表的な洪水調節方式㋐~㋒について、それぞれの概要を説明せよ。

(ⅰ)  一定率一定量放流方式

計画の最大流量までは、ダムへの流入量に一定の率をかけた量を放流し、最大の流入量に達した後はその時の放流量で一定量放流する方式。

(ⅱ) 一定量放流方式

ある一定以上の流入に対して、その一定量以上の放流を行わない方式。

(ⅲ) 自然調節方式

洪水吐きにゲートを有しておらず、洪水吐きから自然に放流する方式。

放流量は洪水吐きの大きさと水位によって決まる。

 

(3)の解答

(a)(ⅰ) 輪中堤

ある特定の区域を洪水の氾濫から守るため、周囲を囲むようにした堤防

(a)(ⅱ) 遊水地

洪水時に洪水の流水を一時的に氾濫させる土地のこと。

(a)(ⅲ) 控堤

本堤背後の堤内地に築造される堤防で、万一、本堤が破堤した場合に洪水氾濫の拡大を防ぎ、被害を最小限にとどめることができる。

(a)(ⅳ) 災害危険区域

津波・高潮・洪水などの災害に備え、住宅や福祉施設といった住居用建築物の新築・増築を制限する区域。

(b) 河川堤防は土堤が原則であるが、その理由を3つ述べよ。

・堤体材料としての土は安価で多量に調達が可能。

・かさ上げ・拡幅・補修といった工事が容易。

・仮に被災したとしても短時間で復旧が可能。

・自然環境への影響が少ない。

・維持管理が容易。

この中から3つ。

(c) 治水対策において、通常の河川改修(築堤、河道の拡幅、掘削)に比べて、土地利用の規制・誘導と一体となった治水対策(輪中堤、宅地のかさ上げなど)を選択する方が有利であるのはどのような場合か2つ述べよ。

・ある特定の区域に限定して対策を行うことができる。

・コストが低くすむ。

ひとこと

(3)はすべて頻出単語や頻出項目からの出題です。

きちんと復習しておきましょう。

 

平成22年度 国家総合職 工学区分 河川工学の問題と解答

(1) 我が国における水害の変遷に関する以下の問いに答えよ。

 (a) 我が国においては、水害による死者・行方不明者数は、戦後の十数年間に比べて1960年代以降大幅に減少した。その理由について、以下の観点からそれぞれ簡潔に説明せよ。

 (ⅰ) 発生した気象現象

 (ⅱ) 治水対策及び防災対策

 (b) 高度経済成長期以降、都市部の中小河川流域において、いわゆる「都市型水害」が頻発するようになった。その理由について、以下の用語をすべて用いて簡潔に説明せよ。

 [ 人口集中、流出率、ピーク流量、低平地 ]

 (c) いわゆる「ゲリラ豪雨」と呼ばれる局地的豪雨について、①気象的な特徴、②治水対策上の課題について簡潔に述べよ。

 

(2) 治水施設に関する以下の用語について、それぞれ簡潔に説明せよ。

 (a) 霞堤

 (b) 背割堤

 (c) 床止め

 

(3) ダムに関する以下の問いに答えよ。

 (a) 重力式コンクリートダム及びアーチ式コンクリートダムについて、①力学的特性、②堤体断面、③基礎岩盤の観点から比較しつつ、簡潔に説明せよ。

 (b) 「穴あきダム」と呼ばれる治水専用ダムについて、どのようなダムかを簡潔に説明した上で、①治水面、②環境面の観点からそれぞれの特徴を述べよ。

 

(4) 我が国では、従前より、「治水」や「利水」に重点を置いた河川整備がなされてきたが、近年、国民の自然環境に対する関心の高まりに伴い、全国各地で「多自然川づくり」の取組が進められている。そこで、「多自然川づくり」の実施に当たり、河川環境保全・創出の観点から、河川の①平面計画。②縦断計画、③横断計画において配慮しなければならない留意点について、それぞれ簡潔に述べよ。

 

(1)の解答

(a) 我が国においては、水害による死者・行方不明者数は、戦後の十数年間に比べて1960年代以降大幅に減少した。その理由について、以下の観点からそれぞれ簡潔に説明せよ。

(ⅰ) 発生した気象現象

台風や豪雨の予測技術や予報伝達能力の向上により、気象現象からの被害は大幅に減少している。

(ⅱ) 治水対策及び防災対策

堤防の普及、また、その技術、洪水調節施設や遊水地などの洪水被害を減らす設備の増加。輪中堤など、土地にあった対策技術向上も考えられる。

(b) 高度経済成長期以降、都市部の中小河川流域において、いわゆる「都市型水害」が頻発するようになった。その理由について、以下の用語をすべて用いて簡潔に説明せよ。

 [ 人口集中、流出率、ピーク流量、低平地 ]

平野の少ない日本では低平地を中心に人口集中してき、都市化してきた。その都市化に伴うヒートアイランド現象による局所的な集中豪雨や不浸透区域の増加により雨水の流出率が増加し、ピーク流量の増加がおこり、ピーク流量を超えた河川の水が処理できなくなったので頻発するようになった。

(c) いわゆる「ゲリラ豪雨」と呼ばれる局地的豪雨について、①気象的な特徴、②治水対策上の課題について簡潔に述べよ。

①気象的な特徴

集中豪雨の中でも降雨の範囲が非常に狭く、また、降雨時間が短いにもかかわらず、単位時間あたりの降水量が非常に多い。

②治水対策上の課題

・下水道事業による雨水管・ポンプ場の整備

・貯留浸透施設の拡充

・浸水想定区域図・洪水ハザードマップの周知

・洪水情報システムの拡充

ひとこと

ハザードマップに関する知識は”集団討論”などでも活用することができます。

また土木系の公務員になるにあたって必要な知識です。

 

(2)の解答

(2)(a) 霞堤

河川に沿ってところどころに開口部を設け、下流側の堤防を堤内地側へ延長させ、開口部上流の堤防と二重になるとようにした堤防。

(2)(b) 背割堤

2つの河川が合流したり、隣り合って流れるために、流れの異なる2つの河川の合流部をなめらかにしたり、一方の河川の影響が他の河川に及ばないように2つの河川の間に設けられる堤防。

(2)(c) 床止め

河床の洗堀を防止したり、河川の勾配を安定させるために河川を横断して儲けられる施設。

ひとこと

すべて頻出単語です。

 

(3)の解答

(a) 重力式コンクリートダム及びアーチ式コンクリートダムについて、①力学的特性、②堤体断面、③基礎岩盤の観点から比較しつつ、簡潔に説明せよ。

[重力式コンクリートダム]

①力学的特性

堤自体の自重により水圧等の外力に抵抗する。

②堤体断面

一般的に直線型で、横断面は三角形

③基礎岩盤

花崗岩・安山岩が基礎岩盤

[アーチ式コンクリートダム]

①力学的特性

アーチを利用して莫大な水圧等を両岸で支える。

②堤体断面

上流側へ中心部がアーチ状に張り出した構造。水平面は円弧や放物線状。

③基礎岩盤

莫大な水圧に耐えられるだけの強固な両側基礎岩盤。

(b) 「穴あきダム」と呼ばれる治水専用ダムについて、どのようなダムかを簡潔に説明した上で、①治水面、②環境面の観点からそれぞれの特徴を述べよ。

穴あきダムとは

洪水調節機能を有するが、通常時に水を貯めない治水機能に特化したダムのこと

①治水面

洪水時に水を一時的に洪水を貯留することで下流・沿川の洪水被害を軽減できる。

②環境面

通常時水を貯めないため、流入水ち同じ水質が維持できたり、魚類の移動を確保できる。また、土砂も流水と同時に流されるため、水循環・土砂循環において自然に近い物質循環が維持できる。

ひとこと

(a)(b)どちらも重要単語なのできちんと覚えておきましょう。

 

(4)の解答

(4) 我が国では、従前より、「治水」や「利水」に重点を置いた河川整備がなされてきたが、近年、国民の自然環境に対する関心の高まりに伴い、全国各地で「多自然川づくり」の取組が進められている。そこで、「多自然川づくり」の実施に当たり、河川環境保全・創出の観点から、河川の①平面計画、②縦断計画、③横断計画において配慮しなければならない留意点について、それぞれ簡潔に述べよ。

①平面計画

その河川が本来有している多様性に富んだ自然環境を保全・創出することを基本として定め、過度の整正又はショートカットは避けること。

②縦断計画

その河川が本来有している多様性に富んだ自然環境を保全・創出することを基本として定め、掘削等の河床材料や縦断形の変化や床止め等の採用は極力避けること。

③横断計画

河川が本来有している自然の復元力を活用するため、標準横断形による上下流一律の画一的形状での整備は避け、河幅をできるだけ広く確保するようにすること。

ひとこと

”多自然川づくり”関係の問題は何度も出題されています。

配慮しなければいけない点は準備しておきましょう。

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