| 초록 |
수리학에서 수로(水路)의 단면이 어떤 모양이든 수밀성 고체 벽으로 주위가 둘러싸인 밀폐된 공간 안에 유체(流體)가 충만하여 흐를 때, 유체는 위치(位置)에너지와 유로(流路)의 손실수두로 인한 동수경사(動水傾斜)를 따라 흐르는데 아와 같은 수로를 관수로(管水路, PIPE LINE)라 하며, 개수로(開水路, OPEN CHANNEL)는 자유수면(自由水面) 을 갖고 중력에 의하여 흐르는 흐름이다. 개수로의 자유수면 은 대기압을 받고 관수로에서는 수두(水頭)에 의한 수압을 받는다. 다대수의 하수관거(管渠)는 겉보기에 상수(上水)관로와 같은 관로로 보이지만 실제로는 관내의 하수는 만관(滿管)상태로 흐르지 않고, 관거 직경의 80%정도 수심만 하수가 차서 흐르게 하여 자유수면 을 확보하게끔 설게 하기 때문에 이와 같은 관로는 개수로 로 분류된다.이러한 두 종류의 흐름은 유체가 흐르는 통로라는 관점에서는 서로 유사함에도 불구하고 개수로 흐름의 문제해결은 관수로에서의 그것보다 더 어렵다. 그것은 동일 개수로 에서 자유수면의 위치가 시간과 장소에 따라 변하고, 수심, 유량, 수로바닥경사 및 자유수면경사의 상호 종속적 관계에 따라 개수로 내의 흐름상태 는 수라학적으로 볼 때 매우 복잡하기 때문이다. 관수로는 수로형상이 완전히 고정되어 있음으로 그 유수(流水)단면이 확정되어있으며, 대부분의 경우 원형 단면이지만, 개수로의 단면은 원형으로부터 자연하천의 불규칙한 단면형상에 이르기까지 다양하다. 매우 다양한 원리를 이용한 다종류의 관수로용 유량계는 많지만 개수로용 유량계는 개수로의 특유한 유황특성과 근소한 필요성 때문인지 그 종류가 매우적다. 대표적인 개수로용 유량측정장치로서는 삼각형이나 구형(矩形) 위어(WEIR)류 와 PARSHALL FLUME 정도이다. 위어의 설계와 시공이 매우 정교하게 이루어졌을 때 그 계측치의 오차범위는 ±2%정도이고 PARSHALL FLUME에서는 외어의 정확도도 기대하기 어렵다.현금까지는 농업용 물 값이 비교적 저렴하였기 때문에, 그리고 하수(下水)의 유량측정이 불필요하였거나 필요하다 하더라도 그 수요가 적었기 때문인지는 몰라도 이들에 대한 유량측정과 관련된 관심도는 낮았다. 설사 상기한 농업용수나 하수의 유량측정 필요성이 있다 하더라도 이를 손쉽게 그리고 정확하게 측정할 수 있는 마땅한 계측장비가 없는 것이 현실이다.본 고안은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 개수로 에서 유량 측정이 필요한 위치에 역(逆)사이펀을 형성하고, 항시 만관(滿管)상태로 흐르는 상기 역사이펀 의 역사이펀 관거(管渠)에 초음파(ULTRASONIC) 유량계를 설치하여 손쉽게 그리고 정확한 유량을 측정하여 합리적이고 경제적인 물 관리를 하는데 기여하고자 한다. |
