15장. 관수로와 지하수
토목기사 필기 개념서 · 3과목. 수리학및수문학 · 절 6개
이 장에서 배우는 것
15-1. 관의 마찰손실
다르시-바이스바흐 공식: 마찰손실은 관이 길수록(L), 유속이 빠를수록(속도수두 V²/2g) 커지고, 관이 굵을수록(D) 벽에 닿는 물 비율이 줄어 작아진다.
15-2. 기타(미소)손실
관의 입구·출구·단면 변화·굴곡·밸브에서는 흐름이 벽에서 떨어져 소용돌이가 생기며 에너지를 잃는다. 모두 손실계수 K × 속도수두로 쓴다.
15-3. 관로 계통
병렬관에서 f·L 이 같으면 hL ∝ V²/D가 같아야 하므로 V ∝ √D, 유량 Q ∝ D²·√D = D^2.5로 나뉜다.
15-4. 관망 해석
상수도 배수관망처럼 관이 그물처럼 얽혀 폐합 고리(루프)를 이루면 각 관 유량을 바로 구할 수 없다. 두 조건을 반복해서 맞춘다. 1. 절점 조건(연속): 한 절점으로 들어오는 유량 = 나가는 유량(유출 포함) 2. 폐합…
15-5. 다르시의 법칙
흙 속 물의 흐름은 매우 느려 층류이므로, 손실수두가 유속에 1제곱으로 비례한다(15-1 층류에서 hL ∝ V 인 것과 같은 성질). 이를 실험으로 정리한 것이 다르시의 법칙이다.
15-6. 지하수 흐름 방정식
우물에서 물을 퍼내면 주변 지하수면이 깔때기 모양(수위강하 원추)으로 내려간다. 반지름 r 인 원통면을 지나는 유량에 다르시 법칙을 적용하고(동수경사 dh/dr), 우물 반지름 r0 부터 영향원 반지름 R 까지 적분하면 공식이…