하천유량

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상위 문서 : 수문학

용어 정리[편집]

  • 하천유량 : 단위 시간동안 강, 하천, 계곡, 하도의 특정 단면을 통과하는 물의 양. [m3/s]
  • 수위(stage) : 평균해수위(mean sea level)를 기준으로 관측한 하천 수표면 높이.[1]

유량산정방법[편집]

  • 수위 측정 : 보통수위계, 부표식, 압력센서식, 전자기식
  • 유속 측정 : 유속계, 희석식, 부자식, 초음파식, 전자기식
  • 유량 측정 : 직접측정, 위어사용, 오리피스, 수로

유속측정[편집]

  • 자연하천 하상근처 유속은 하상 마찰로 유속이 작아지고 하상에서 멀어질수록 유속 증가.
  • 수심에 따라 유속이 다르므로 소단면의 평균유속값을 구해야 유량 산정에 쓸 수 있다.
  • 유량측정하고자 하는 하천횡단면을 소단면으로 분할하여 유속을 측정한다.
  • 하천 흐름이 관측하는 동안 수심, 유량이 변하지 않는 정상상태(steady flow)여야 하므로 최대한 빨리 수위, 유속측정을 한다.
  • 소단면 유량을 구했으면 이걸 합쳐 하천단면 총 유량을 구한다.

기계적 방법 - Price meter 이용 시 검정

V = A + B N
V : 유속
N : 컵의 초당 회전수
A, B : 검정 상수
측점 수 수심 범위(m) 수면으로부터 관측지점 (D : 수심) 평균유속
1 0.3 - 0.6 0.6D
2 0.6 - 3.0 0.2D, 0.8D
3 3.0 - 6.0 0.2D, 0.6D, 0.8D
5 6.0 초과 0.3m, 0.2D, 0.6D, 0.8D
하상으로부터 0.3m

VS : 수면으로부터 0.3m 점유속, VB : 하상으로부터 0.3m 점유속

소구간 단면적 결정[편집]

문제로 연습할 것!!! 구글 스프레드시트로 푼 것도 보기

중간단면적법[편집]

midsection method. 관측선이 소구간의 중앙에 있도록 하여 소구간을 분할하는 방법. 관측선에서의 평균 유속이 각 소단면에서의 평균유속이라고 가정. 소단면 폭을 B로 나타내면 i 소단면의 유량은

평균단면적법[편집]

mean section method. 두 관측선 사이 면적에 대한 평균유속을 두 관측선 유속의 산술평균으로 가정. i 소단면의 유량은

제일 가장자리 삼각형 부분은 계산 안 함.

부자에 의한 유량산정[편집]

시험!

  • 물에 뜨는 부자를 투하, 일정 구간을 떠내려가는 시간을 측정하여 구간의 평균유속을 구하여 유량을 산정하는 방법.
  • 봉 부자, 표면 부자, 야간용 부자가 있다.
  • 교량에서 투하하거나, 케이블을 설치해 투하한다.
  • 보조구간, 측정구간이 있다.

희석법에 의한 유량산정[편집]

시험!

  • 작은 수심 하천, 유속이 너무 큰 경우, 접근 어려운 지역에 사용.
  • 상류 지점에서 추적물질(tracer) 주입. 하류지점에서 물 채취, 농도 분석 또는 물의 전도도 측정. 유량계산.
  • 순간주입법, 일정량 주입법이 있다.

Manning 공식을 이용한 평균유속 계산[편집]

하천의 횡단면을 알고 있는 경우 Manning 공식을 이용하면 간편하게 평균유속과 유량을 구할 수 있다. n은 조도 계수, R은 동수반경, I는 에너지선 경사라 할 때,

  • 기울기를 나타낼 때 1:2라면 앞에 있는 숫자가 높이를 나타낸다!!
  • 등류일 때 하상경사 = 에너지경사로 볼 수 있음.
  • 하상 : 수로의 바닥면

수위유량관계곡선[편집]

rating curve or stage-discharge relation

  • 매번 하천에 나가서 수위, 유속 측정 후 유량을 계산하기엔 시간과 비용이 소요됨.
  • 특히 홍수시에 수심, 유속 관측 힘듦.
  • 수위를 알면 유량을 알 수 있게 미리 곡선을 만듦.
  • 곡선에 따른 식도 있다. 수위 유량관계식.
  • 곡선 예시 - 원주시(원주교) 수위관측소 수위유량 관계곡선도 : 저수위, 중수위, 고수위별로 따로 있고, 곡선이 여러 개 그려진 게 아니라 하나만 있음. 가로 유량, 세로 수위

각주[편집]

  1. 이재수, <<수문학>>, 247쪽