상하수도기술사 130회 2교시 기출문제 4. 하수관로시설 설계 시 자연유하방식 및 압송방식의 유량산출식에 대하여 설명하시오.

기출문제 : 하수관로시설 설계 시 자연유하방식 및 압송방식의 유량산출식에 대하여 설명하시오.

 

답 1. 하수관로 설치 시 유의사항

- 관로에는 필요한 위치에 따라 감압밸브, 제수밸브, 공기밸브 등을 설치

- 관로의 분기점, 주요교량, 철도, 하천 등을 횡단할 때는 제수밸브 설치

- 매설깊이는 관경 900mm이하는 120cm 이상, 관경 1,000mm 이상은 150cm 이상(흙덮기)

- 한랭지에서의 매설깊이는 동결심도 보다 깊게

- 강관를 사용할 때는 특히 신축관을 고려하여 설계

- 매설깊이를 매우 얕게 하여야 할 때에는 관에 보호공 실시

- 관구경을 결정할 시, 상기 각종 사항을 참고하여 관로의 평균 유속 공식에 의하여 필요 관경 결정

 

답 2. 자연유하방식 하수관로 유량산출식(Manning 공식)

- 여기서 Q : 유량(㎥/s), A : 수로단면적(㎡), V : 유속(m/s),

n : 조도계수(관 내의 거친정도), R : 경심(A/P), I : 동수경사(Δh/L)

 

답 3. 압송방식의 하수관로 유량산출식(Hazen-Williams 공식)

- 장대관로에서 사용하며, 유량, 관경, 동수경사와의 관계식

- 여기서 Q : 유량(㎥/s), C : 유속계수, D : 관의 직경(m), I : 동수경사

- 유속계수 C : 보통 100, 80 ~ 150)

 

답 4. 하수관로 유량산출식(유속 경험식)의 적용

- 단순 관로, 자연 유하식 ; Manning 공식

- 장대 관로, 압력 수송식 : Hazen-Williams 공식

- 손실수두 및 관로 해석 : Darcy-Weisbach 공식

 

[참고] Darcy-Weisbach 손실수두 산정 공식

- 관로의 손실수두를 구하는 식이며, 2지점의 손실수두를 이용하여 유량, 유속, 관경과의 관계를 해석 가능

- 여기서 hL : 손실수두(m), f : 마찰계수

L : 관의 길이(m), v : 평균유속(m/sec), d : 관의 직경(m), g : 중력가속도(9.8m/s2)

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