안녕하십니까 수리수문학을 강의하고 있는 한웅규입니다.

프란시스공식으로 예를 들어드리겠습니다.

큰 오리피스 공식으로 부터 C=0.623으로 가정하여 식을 정리하면

Q=1.84b_o[(h+ha)^2/3-ha^2/3]  (bo=b-0.1nh)

여기서 ha가 접근유속수두을 말하며 접근유속수두 ha가 매울 작을 때나 무시하는 경우에는 다음과 같은 식이 됩니다.

Q=1.84b_oh^2/3 (bo=b-0.1nh)

광정위어에서 사용하는 전수두의 개념을 묻는 문제입니다.

광정위어에서의 전수두는 수심과 속도수두의 합으로 일반적으로 월류수심 h의 측정위치는 위어로부터 상류측으로 3h이상 되어야 하며, 보통의 수로에서는 5h~10h 정도의 위치에서 측정하게 됩니다.

문제 그림조건에서 위어상단의 높이 6m가 아닌 위어 전의 수심이 9m라고 주어져 있으므로 전수두를 따로 계산할 필요없이 9m로 대입하여 구하시면 됩니다.

교재 p. 117의 광정위어 그림을 보면서 다음과 같이 설명을 드리겠습니다.

위어 마루부의 흐름이 하류의 영향을 받지 않는 완전월류 위어에서 베르누이 에너지방정식을 적용하면

H=ha+h =h₂(위어상단의 수심)+V²/2g

V=√2g(H-h₂)

수로폭 또는 위어폭을 B이고 h₂₌2/3H일 때 최대월류량은 다음과 같습니다.

Q=CBh2√2g(H-h₂) =2/3CBH√2/3gH =1.7CBH ^3/2

이 식은 위어마루의 수심이 한계수심이면 주어진 비에너지 H로 흐르는 수로의 유량은 최대량이 된다는 것을 설명하고 있으며 개수로파트에 가면 비에너지단원에서 학습하실 수 있습니다. 또한 위에 식을 고쳐서 실제유량을 구하기도 합니다.

Q=mB√2g H ^3/2

 m은 C와 같은 유량계수로서 0.35~0.45이고, 표준 월류댐의 방류량은

Q=CLH ^3/2 

즐거운 하루 되세요~