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기술사 인생삼굴 입니다.
댐의 유수전환은 댐 시공을 위해 물길을 돌리는 작업을 말하며 댐시공시 기초처리와 더불어 가장 중요한 공종입니다. 해당 내용을 반복숙달하시어 반드시 본인의 것으로 만들것을
당부 드립니다.
전체적인 유수전환의 개요
강의 노트
동영상 강의(유튜브)를 첨부하오니 공부에 참고해 주시기 바랍니다.
1. 전체절
- 정의: 하천의 전체 유량을 완전히 우회시키는 방법입니다. 공사 구역 전체를 건조 상태로 만들어 작업의 효율성과 안전성을 높이는 방식입니다.
- 적용 상황:
- 대규모 댐 공사나 하천 유량이 많아 공사 지역 전체를 보호해야 하는 경우.
- 하천 폭이 좁거나 유량이 집중되어 우회로 확보가 용이한 경우.
- 방법:
- 가배수로(Cofferdam): 하천 양쪽에 임시 제방을 만들어 물을 우회시키는 방법.
- 터널 배수로: 터널을 뚫어 하천의 물을 터널로 우회.
- 장점:
- 공사 구역 전체가 건조 상태를 유지하므로 작업이 용이.
- 구조물 건설 품질을 높일 수 있음.
- 단점:
- 초기 공사 비용이 높고, 공사 규모가 커질 수 있음.
- 터널이나 우회로 설치 시 추가적인 토목 공사가 필요.
2. 부분체절 (Partial Cutoff)
- 정의: 하천 유량 중 일부만 우회시키고, 나머지 유량은 공사 구역 내로 흐르게 두는 방법입니다. 공사 구역을 단계적으로 나누어 시공합니다.
- 적용 상황:
- 하천 폭이 넓거나 유량이 비교적 적은 경우.
- 공사를 단계적으로 진행하며, 전체 우회가 비경제적일 때.
- 방법:
- 공사 구역을 구획하여 단계적으로 체절(차단).
- 펌프를 이용해 소규모 유량을 관리하거나, 부분적으로 물을 차단하는 방식.
- 장점:
- 초기 비용이 비교적 낮고, 공사 진행 중 하천 흐름을 유지할 수 있음.
- 환경 영향을 최소화 가능.
- 단점:
- 공사 구역이 완전한 건조 상태를 유지하지 않으므로 시공 난이도가 높을 수 있음.
- 침수 위험이 있어 유수 관리가 복잡.
비교 요약
항목전체체절부분체절| 정의 | 하천 전체 유량을 우회 | 하천 유량 일부만 우회 |
| 적용 상황 | 대규모 공사, 좁은 하천 | 소규모 공사, 넓은 하천 |
| 장점 | 작업 용이, 품질 확보 | 비용 절감, 단계적 공사 가능 |
| 단점 | 비용 및 공사 규모 큼 | 시공 난이도 높음, 침수 위험 |
관수로의 흐름과 개수로의 흐름 비교
관수로와 개수로의 흐름을 이해하기 위해, 레이놀드수 (Reynolds Number), 프루드 넘버 (Froude Number), 그리고 **만닝식 (Manning Equation)**을 활용해 정리합니다.
1. 레이놀드수
정의: 흐름의 점성력과 관성력의 비를 나타내는 무차원 수.
- Re<2,000Re < 2,000: 층류 (Laminar Flow)
- Re>4,000Re > 4,000: 난류 (Turbulent Flow)
- 2,000<Re<4,0002,000 < Re < 4,000: 천이 흐름 (Transitional Flow)
2. 프루드 넘버 (Froude Number, FrFr)
- 정의: 유체의 관성력과 중력력을 비교한 무차원 수. 흐름의 속도와 중력의 관계를 나타냄.
- 적용:
- Fr<1Fr < 1: 사류 (Subcritical Flow) → 중력 주도, 느린 흐름
- Fr=1Fr = 1: 임계 흐름 (Critical Flow)
- Fr>1Fr > 1: 상류 (Supercritical Flow) → 관성 주도, 빠른 흐름
3. 만닝식 (Manning Equation)
- 정의: 유속을 구하는 경험식. 특히 개수로의 흐름 분석에 사용됨.
- 적용:
- 관수로: 내부 표면의 조도 계수 (nn)와 관경 고려.
- 개수로: 하천 바닥의 조도, 단면 형태, 경사 분석.
관수로와 개수로의 비교
항목관수로 흐름개수로 흐름
| 레이놀드수 | 관 직경이 특성 길이로 사용됨 | 수리 반지름이 특성 길이로 사용됨 |
| 프루드 넘버 | 중력보다 관성력이 중요 | 중력과 관성력의 균형 중요 |
| 만닝식 사용 | 내부 조도 계수 고려 | 바닥 및 벽면 조도 계수 고려 |
| 흐름 특성 | 닫힌 경계 내에서 흐름 | 개방된 경계, 대기압에 영향 받음 |
유튜브 영상자료
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