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횡월류예연위어 유량계수에 관한 실험 비교 연구
Experimental and Comparative Analysis about Discharge Coefficient of Sharp-crested Side Weir 원문보기

한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집, 2006 May 18, 2006년, pp.1295 - 1299  

이동섭 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  김창완 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  이동기 (한국건설기술연구원 수자원연구부)

초록
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횡월류위어는 홍수 피해 경감을 위해 계획되는 방수로나 저류지의 유입부에 주로 사용된다. 따라서 이러한 횡월류위어를 통해 방수로나 저류지로 월류되는 월류량을 정확히 예측하는 것은 이러한 시설의 홍수 피해 경감 능력을 예측하는데 있어 매우 중요하다. 횡월류위어를 통해 흐르는 흐름은 매우 복잡하기 때문에 일반적으로 이러한 흐름을 분석하는 것은 매우 어렵다. 따라서 대부분의 횡월류위어 유량계수 공식은 De Marchi의 해석해와 다양한 실험 자료에 근거하여 제시되고 있다. 따라서 지금까지 횡월류위어 유량계수에 대하여 많은 공식이 제안되어 왔지만, 대부분의 공식이 유사한 형태를 가지고 있으며, 횡월류위어의 상류에서의 프루드수$(Fr_1)$를 제일 중요한 설계 인자로 고려하고 있다. 그러나 최근 횡월류위어에 대한 연구가 점차 발전됨에 따라 횡월류위어 상류에서의 프루드수 외에도 위어높이와 횡월류위어 상류 수심의 비(h/y), 그리고 횡월류위어의 길이와 본류 폭의 비(L/B) 등이 고려되고 있다. 그 중에서 L/B 의 효과는 점차 중요하게 고려되고 있다. 그러나 대부분의 연구자들이 사용한 실험 장비들은 상 대적으로 높은 L/B 조건을 가지는데 반하여, 현재 국내에서 계획되고 있는 천변저류지 등에 설계된 횡월류위어의 설계 범위는 대체로 $1/10{\sim}1/200$이므로 기존 연구자들의 실험 범위와 매우 다르다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 상대적으로 폭이 넓은 실험 수로를 이용하여 횡월류예연위어의 유량 계수에 대한 실험을 수행하였다. 지금까지의 실험 결과에 의하면 동일한 실험 조건에 대해서 기존 연구자들에 의해서 제안된 공식으로 계산한 유량계수 보다 측정된 자료를 이용하여 계산한 유량계수의 값이 상대적으로 더 큰 것 으로 나타났다. 통해 배수될 때 암석이 머금고 있는 물로 인해 추가적으로 발생하는 중력은 다른 재료가 가지지 못한 화산석의 또 다른 장점이라 할 수 있다.서는 자료변환 및 가공이 필요하다. 즉, 각 상습침수지구에 필요한 지형도는 국립지리원에서 제작된 1:5,000 수치지형도가 있으나 이는 자료가 방대하고 상습침수지구에 필요하지 않은 자료들을 많이 포함하고 있으므로 상습침수지구의 데이터를 인터넷을 통해 서비스하기 위해서는 많은 불필요한 레이어의 삭제, 서비스 속도를 고려한 데이터의 일반화작업, 지도의 축소.확대 등 자료제공 방식에 따른 작업 그리고 가시성을 고려한 심볼 및 색채 디자인 등의 작업이 수반되어야 하며, 이들을 고려한 인터넷용 GIS기본도를 신규 제작한다. 상습침수지구와 관련된 각종 GIS데이타와 각 기관이 보유하고 있는 공공정보 가운데 공간정보와 연계되어야 하는 자료를 인터넷 GIS를 이용하여 효율적으로 관리하기 위해서는 단계별 구축전략이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 인터넷 GIS를 이용하여 상습침수구역관련 정보를 검색, 처리 및 분석할 수 있는 상습침수 구역 종합정보화 시스템을 구축토록 하였다.N, 항목에서 보 상류가 높게 나타났으나, 철거되지 않은 검전보나 안양대교보에 비해 그 차이가 크지 않은 것으로 나타났다.의 기상변화가 자발성 기흉 발생에 영향을 미친다고 추론할 수 있었다. 향후 본 연구에서 추론된 기상변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이

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제안 방법

  • 0 m의 수로에서 수행하였다. 그림 2에서와 같이 횡월류위어를 수로시점으로부터 4.5 m 떨어진 지점에 설치한 후 실험 조건에 따라 1.5~ 2.0 m 길이의 측정 구간에 대하여 수위와유속을 측정하였다. 월류량은 보조수로의 끝 쪽에 2.
  • 하지만 실험 조건에 따라 위어부에서 수위 변화는 그 형태가 일정하지 않으며 위어부의 상하단에서 발생하는 위어부의 상하단에서 발생하는 수축(contraction) 효과에 의한 영향을받는 것으로 생각된다. 따라서 대부분의 기존 연구자들은 상대적으로 위어에서 떨어진 수로 중앙부 수위를 기준으로 유량 계수를 계산한 것으로 보이며 본 연구에서도 수로 중앙부 수위를 이용하여 계산한 유량계수를 기준으로 기존 결과와 비교 하였다.
  • 본 연구에서는 방수로 및 저류지 유입부 설계를 위해서 필요한 횡월류위어 중 횡월류예연위어에 대하여 실험을 수행한 후 실험을 통해 산정된 유량계수를 기존 연구자의 실험 결과와 비교 분석하였다. 기존 연구자들의실험 결과에 비하여 동일한 프루드수에 대하여 상대적으로 큰 유량 계수를 가지는 것을 확인할 수 있었다.
  • 실제 설계는 다양한 형태의 횡월류위어를 대상으로 이루어지지만, 본 연구에서는 그 중에서도 횡월류예연위어 (sharp-crested side weir) 에 대하여 기존 유량계수 공식을 검토하고 기존 연구자들이 이용하였던 실험 수로에 비하여 상대적으로 작은 횡월류위어 길이 (Z) 와 본류 폭 (B) 비 (Z/3) 를 가지는 실험 수로를 이용하여 횡월류예연위어 관한 실험을 수행한 후 기존 연구자들의 연구결과와 비교 분석하였다.
  • 0 m 길이의 측정 구간에 대하여 수위와유속을 측정하였다. 월류량은 보조수로의 끝 쪽에 2.5 m 길이의 유량측정용 삼각위어 박스를 설치하여 측정하였으며, 측정한 월류량은 본수로의 하류에서 3점법으로 측정한 유량(0)과 공급 유량(0)을 상호 검정하여 그정확도를 확인하였다.
  • 횡월류위어의 유량계수를 결정하기 위해서 총 75가지 실험 조건에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수는 유입량 Qi, 위어 상류 수심 yi, 위어 길이 L, 위어 높이로 하여 실험 조건을 변화 시켰으며, 디B에 대한실험 범위를 최대한 확보하기 위하여 본류 폭(B)은 금회 실험 수행 중 변화 시키지 않았다.
  • 횡월류위어의 유량계수를 결정하기 위해서 총 75가지 실험 조건에 대하여 실험을 수행하였다. 주요 실험 변수는 유입량 Qi, 위어 상류 수심 yi, 위어 길이 L, 위어 높이로 하여 실험 조건을 변화 시켰으며, 디B에 대한실험 범위를 최대한 확보하기 위하여 본류 폭(B)은 금회 실험 수행 중 변화 시키지 않았다.

대상 데이터

  • 본 실험은 길이 20 m, 높이 1.2 m, 폭 2.0 m의 수로에서 수행하였다. 그림 2에서와 같이 횡월류위어를 수로시점으로부터 4.
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