댐공학 담당교수명 : 서 영 민 연 락 처 : elofy@naver.com

여수로의 설계

월류형 여수로 □ 월류형 여수로 (overflow spillway) - 일반적으로 많은 양의 홍수를 방류시킬 때 사용하는 형태로서 광폭의 사각형 위어 형태의 여수로 - 월류형 여수로의 설계개념 • 월류형 여수로의 노면은 예연위어를 통해 유출되는 수맥의 아랫면의 곡선과 동일하도록 설계 • 여수로 노면과 수맥 사이의 부압을 줄이고 공동현상 (cavitation)에 의한 구조물 손상을 방지하도록 설계

월류형 여수로 [참고] 비스듬히 던져 올린 물체의 운동 http://yjh-phys.tistory.com/129

월류형 여수로 - 이론적 여수로 노면 곡선 (∵등속운동) 시간 t 후 위치 G의 좌표 (∵등가속운동)

월류형 여수로 - 미국 수로실험소 (Waterway Experiment Station, WES) 방법 • 수리실험을 통하여 월류형 여수로의 노면곡선 결정 방법을 제시 • 여수로 정점부를 좌표의 원점으로 하여 여수로 상의 정수두 Hd에 기초하여 수맥의 아랫면 곡선, 즉 여수로 노면을 계산하는 방법 여기서, K, n: 여수로 상류측면의 경사 m에 의해 결정되는 값 r1, r2, r3: 상류측 노면의 곡률반경 d1, d2, d3: 여수로 정점부로부터의 거리  정수두 Hd에 의해 결정 양변을 정수두 Hd로 나누면

월류형 여수로 • 여수로를 통한 월류유량 (사각형 예연위어 공식, 교량과 교대에 의한 수축 미고려)

월류형 여수로 [예제] 설계홍수량 540m3/s인 월류형 여수로 설계시 여수로 정점부의 표고가 106.8m, 계획홍수위가 110.3m일 때 (1) 여수로의 폭을 구하고, (2) WES 방법에 의해 노면곡선을 구하라. 여수로 상류측면 및 하류측면의 경사는 수직:수평이 각각 3:1 및 2:1이고, 유량계수는 2.1로 가정하라. 그리고 여수로 접근수두를 무시하라. 110.3m 106.8m = 3.5(m)

월류형 여수로 (수직 1일 때 수평 m) (∵ r3=0) O A

월류형 여수로

월류형 여수로 (점 A의 위치 결정) (수직:수평 = 2:1) O A

월류형 여수로 □ 교각과 교대의 수축을 고려한 월류형 여수로의 유량산정 - 위어의 월류량 - 위어의 유효길이 (Le) 위어의 유효길이를 고려 - 위어의 유효길이 (Le) • 교각과 교대에서의 흐름수축을 고려하여 산정 e

월류형 여수로 L 교대에 의해 축소된 길이 = 2KaHe 교각에 의해 축소된 길이 = N(2KpHe) (N=2) 교각 (pier) L 교 대 (abutment) 교대수축 교대수축 교각수축 교대에 의해 축소된 길이 = 2KaHe 교각에 의해 축소된 길이 = N(2KpHe) (N=2) 위어의 유효길이: Le = L – [2KaHe + N(2KpHe)] = L – 2(NKp + Ka)He

측수로형 여수로 □ 측수로형 여수로 (side-channel spillway) • 여수로 배수하도와 여수로 정점부가 평행하게 위치하여 여수로 정점을 통과한 물이 측수로에 떨어져 90°로 방향을 바꾸어 측수로 하류방향으로 흐르게 되어 있는 여수로 • 월류위어와 측수로로 구성 • 측수로내의 흐름은 월류로 인해 와류상태가 매우 심하므로 에너지 손실이 매우 큰 특징을 가짐  에너지 보존원리 대신 운동량 법칙을 적용 상류흐름일 경우 난류가 심하지 않고 흐름이 안정 수로바닥 B 측수로 말단의 바닥표고를 높혀서 측수로내 상류흐름이 형성되도록 유도 사류흐름일 경우 난류가 심하고 흐름이 불안정해짐

측수로형 여수로 측수로 시점 수로바닥 B

측수로형 여수로

측수로형 여수로 ΔQ ΔV α

측수로형 여수로 1 1

ΔA Δd 측수로형 여수로 hc+Δhc hc A

측수로형 여수로

측수로형 여수로 ( )

측수로형 여수로 - 측수로내 수면곡선의 기본방정식 월류수가 일으키는 와류손실로 인한 수로바닥 마찰손실로 수면표고의 변화량

측수로형 여수로 - 측수로형 여수로에서의 유량

측수로형 여수로

Vc 측수로형 여수로 y0 yc V0

측수로형 여수로 [참고] 완경사 흐름에서의 수면곡선의 예

측수로형 여수로

측수로형 여수로

측수로형 여수로

측수로형 여수로 가정한 Δy와 계산한 Δy의 차이가 허용오차 0.01 내에 들면 두 값이 일치하는 것으로 판정 1: 상류단면 2: 하류단면 가정한 Δy와 계산한 Δy의 차이가 허용오차 0.01 내에 들면 두 값이 일치하는 것으로 판정 불일치할 경우 계산한 Δy를 가정값으로 하여 다시 계산하고 허용오차 내에 들어올 때까지 반복

측수로형 여수로 하류 상류 2.05m