최신 하천공학 (저 이종형 외 3인) 3장 연습문제 풀이

최신 하천공학 (저 이종형 외 3인) 2장 연습문제 풀이

3.1 유출해석에서 합리식, 단위도법, 탱크모델, 저류 함수법을 비교하여 각각의특징을 고찰 하시오.
3.2 홍수류를 수리학적 방법에 의해 해석하는경우의 가정조건을 제시하고 그 정도에 대해서 고찰하시오.
3.4 유역에서 유출현상을 지배하는 요인과 특성을 설명하시오.
3.5 저수지에서 흐름의 특성과 이에 따른 현상에 대해 설명하시오.
3.6 저수지 퇴사의 형상과 이에 따른 영향과 관리에 대해 설명하시오.
3.7 부영양화 현상의 특성과 관리방법에 대해 설명하시오.

최신 하천공학 (저 이종형 외 3인) 3장 연습문제 풀이
3.1 유출해석에서 합리식, 단위도법, 탱크모델, 저류 함수법을 비교하여 각각의특징을 고찰 하시오.
① 합리식
여기서, Q: 홍수의 첨두유량()
C : 첨두유출계수 , I : 홍수도달시간 내의 평균유효강우강도(mm/h) , A : 유역면적()
합리식은 연속식이며 “홍수도달시간내의 평균강우강도”에는 유역의 가장 먼 지점에서의 유출이 하류단에 도달한 때에 첨두가 생긴다고 하는 우수운동의 개념이 포함되어 있다. 또한, 호우의 면적 범위가 40 이하 유역으로 생각하며, 강우가 비교적 똑같이 내리며 유역조건도 똑같으면 더욱이 약간 큰 유역에도 적용할 수 있다. 주로 중소하천, 하수도등에서 홍수조절과 저류시설이 없는 경우에 계획의 기초로서 이용된다.
② 단위도법
어느 유역에 어떤 단위 유효강우가 있어서 그 강우에 의해 하도에 발생한 유량파형을 단위도라 부른다. 이 단위도를 기본으로서 각각의 단위시간마다의 유량도를 중첩하여 구 한다고 가졍하여 계산을 진행하여 유량파형을 구한다. 즉, 단위도법은 다음 3점을 기본 적인 가정을 한다.
1) 하도로의 직접유출 지속시간은 강우강도와 관계없이 일정하다. 그 지속시간을 기저장 이라 한다.
2)유량의 크기는 강우강도에 정비례한다.
3)단위시간마다의 각 강우에 대한 유량을 각각 누가하여 합성해서 전강우에 대한 유량을 구한다.
단위도법에 의한 유량은 단위시간별로 계산되므로 다음과 같은 이산 식으로 표현된다.
단위 면적당 유량 에 면적을 곱하여 환산하면 실제유량 로 된다.
③ 저류함수법
강수에 의해서 유역에 저류되어 있는 총저수량 하도에서의 유출고 (mm/h, 유량을 유역면적으로 나눈값)와의 사이에 다음의 운동(또는 저류)방정식이 성립한 다고 가정한다.
저류함수법은 간단한 몇 개의 계수로 유출의 비선형성을 모의한 것으로 홍수 유량의 추정과 예보 등에 유용하다고 한다. 일반적으로 유출고 q와 수위 h의 관계는 홍수의 상승기와 하강기에 루프형을 보인다. 그러나 저류함수법에 의한 유출해석은 단일홍수의 경우는 비교적 간단하나, 첨두가 복수인 경우에는 용이하지 않고 범람 현상에까지 적용하는 것은 무리가 있다.
④ 탱크모델
몇 개의 강우와 유량의 실측 기록에 기인하여 그 유역에 적합한 구멍의 수와 높이, 그것의 계수를 정하여 그 유역의 탱크모델을 만들면 이후는 강우기록을 넣으면 유량을 자동으로 계산할수 있다. 이런 구멍의 높이, 계수를 결정하는 데는 시행착오에 의해 약간의 경험을 요하며, 자동보정을 이용하면 번잡을 피할 수 있다. 이러한 탱크모델은 구조가 단순,명확하여 가감승제만으로 해석가능하고, 더욱 비선형 효과를 표현할 수 있어 고수,저수를 포함하여 해석할 수 있는 융통성을 갖는 것등이 장점이다.
3.2 홍수류를 수리학적 방법에 의해 해석하는경우의 가정조건을 제시하고 그 정도에 대해서 고찰하시오.
원래 수리학은 관로 또는 실험수로 같은 단면형상이 규칙적이며 그 위에 시간적으로도 변화하지 않는 흐름에서 유도된 계산법을 자연하천 같이 복잡하게 변화하는 단면형과 시 간에 따라 쉼없이 변화하는 흐름에 응용하는 것이므로 많은 가정에 기인하여 근사해를 구 하는 것이다. 실제 흐름의 현상과 뚜렷이 관계없는 가정으로 세웠으면 계산 과정에 넣기 전에 이미 높은 정도를 기대할 수 없는 것이다. 홍수류계산의 경우는 마찰을 어떻게 취급하는가가 중요한 요인이 된다. 마찰은 일반으로 흐름과 하천바닥, 하도측면과의 사이에서 생기며 흐름의내부 마찰도 포함된다. 하천공학에 있어서는 특히 홍수류 같은 흐름을 취급하는 경우 하천단면내 유속분포 등의 국소적 현상만 아니고 총체로서 평균흐름의 유량과 시간적 변화를 대상으로 한다.
3.4 유역에서 유출현상을 지배하는 요인과 특성을 설명하시오.
일반적으로 유출현상을 지배하는 요인을 수문학적 견지에서 정리하면 기상적 요인과 지 문적 요인의 2종류로 대별할 수 있다.
(1) 기상적 요인
①강수 및 그 종류(비, 눈, 싸라기 등)
②차단
③증발산
(2) 지문적 요인
①유역특성-기하하적 요소(유역의 크기, 형상, 경사 등)
물리적 요소(토지이용, 피복상태, 토양, 지형, 지질 등)
②하도특성-통수능력(하천의 횡단면적, 조도, 경사 등), 저류능력
또한, 유역에서의 강수량과 그 분포가 아주 동일하여도 하도로 나오는 유량의 상황은 지문적 요인이 변화하면 상당히 변화 한다고 하는 것이다.
3.5 저수지에서 흐름의 특성과 이에 따른 현상에 대해 설명하시오.
① 특성 : 댐에 의한 유수는 인위적으로 둑을 막아 유수와 그것에 따른 토사의 움직임은 댐호내 뿐만 아니라 그 상하류에 새로운 영향을 미친다. 특히 댐과 댐호의 규모가 크게 되면 유수, 수질, 토사이송에 대한 영

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