상하수도기술사 108회 기출문제 : Manning 공식의 수리특성곡선

문제 : 원형관에서 Manning 공식의 수리특성곡선(유속-수심, 유량-수심곡선)을 그림으로 나타 내고 설계 적용 시 유의할 점을 설명하시오.

 

답 1. Manning 공식

 

답 2. 수리특성곡선

- 관로 속의 물의 흐름은 일부분을 흐를 때와 가득 차서 흐를 때 유량, 유속이 달라짐

- 이 때 각각의 유량, 유속, 수심, 윤변, 단면적의 관계곡선을 수리특성곡선이라 함

→ 수리특성곡선을 이용하여 최적의 유량과 유속을 구해 설계에 적용

- 수리특성곡선

[상하수도기술사 기출문제, 수리특성곡선]

- 관거 단면적은 유량과 경사가 결정되면 수리계산식으로 구할 수 있음. 유속-수심에서 수심의 81% 정도에서 최대 유속을 가지며, 유량-수심곡선에서는 수심의 93%에서 최대 유량을 가짐

 

답 3. 설계 적용 시 유의사항

- 관거의 결정에서 오수관은 오물을 침전하지 않고 하류로 원활히 배출하기 위한 관경과 구배를 갖도록 하는 것이 중요

- 이는 구배와 관경에 따라 결정되는 유속과 단면 수심과 상관관계를 가짐

- 오수관은 적합한 관경과 최소 경사 이상, 최대 경사 이내의 적합한 경사를 갖도록 함

- 평균유속은 일반적으로 Manning식을 사용하여 구하고, 조도계수는 주어지는 표 참고

- 일반적으로 여유고는 계획유량 200㎥/s 미만일 때 0.6m, 이보다 현저히 작을 때는 개거깊이의 0.2배로 함

- 원형거 및 말굽형거에서 유속은 수심이 81%. 유량은 수심이 93%일 때 최대가 되므로 관경 결정 시 만수위가 아닌 최대 유속과 최대 유량점에서 수위가 결정되도록 함

 

답 4. 하수관경 설계 시 한계 유속

1) 분류식 하수도의 오수관거

(1) 최소유속 : 0.6m/s

(2) 최대유속 : 2.5m/s

2) 합류식 하수도 및 기타

(1) 최소유속 : 0.8m/s

(2) 최대유속 : 2.5m/s

3) 권장 유속 : 하수관거 내 유속은 일반적으로 1.0 ~ 1.8m/s가 적합

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