• 한국농공학회지
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• 제20권1호
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• pp.4592-4598
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• 1978

The purpose of this research is to find out mathemetically an economical intake water depth in the design of head works through the derivation of some formulas. For the performance of the purpose the following formulas were found out for the design intake water depth in each flow type of intake sluice, such as overflow type and orifice type. (1) The conditional equations of !he economical intake water depth in .case that weir body is placed on permeable soil layer ; (a) in the overflow type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }+ { 1} over {2 } { Cp}_{3 }L(0.67 SQRT { q} -0.61) { ( { d}_{0 }+ { h}_{1 }+ { h}_{0 } )}^{- { 1} over {2 } }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{5 } { h}_{1 } }^{- { 5} over {2 } } } over { { 2m}_{1 }(1-s) SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+ { 4C TIMES { 0.61}^{2 } } over {3(r-1) }+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } ) RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L+ { dcp}_{3 }L+ { nkp}_{5 }+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ] =0}}}} (b) in the orifice type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }+ { 1} over {2 } C { p}_{3 }L(0.67 SQRT { q} -0.61)}}}} {{{{ { ({d }_{0 }+ { h}_{1 }+ { h}_{0 } )}^{ - { 1} over {2 } }- { { 3Q}_{1 } { p}_{ 6} { { h}_{1 } }^{- { 5} over {2 } } } over { { 2m}_{ 2}m' SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+ { 4C TIMES { 0.61}^{2 } } over {3(r-1) }+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } ) RIGHT } { p}_{1 }L }}}} {{{{+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 } L+dC { p}_{4 }L+(2 { z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 }]=0 }}}} where, z=outer slope of weir body (value of cotangent), h1=intake water depth (m), L=total length of weir (m), C=Bligh's creep ratio, q=flood discharge overflowing weir crest per unit length of weir (m3/sec/m), d0=average height to intake sill elevation in weir (m), h0=freeboard of weir (m), Q1=design irrigation requirements (m3/sec), m1=coefficient of head loss (0.9∼0.95) s=(h1-h2)/h1, h2=flow water depth outside intake sluice gate (m), b=width of weir crest (m), r=specific weight of weir materials, d=depth of cutting along seepage length under the weir (m), n=number of side contraction, k=coefficient of side contraction loss (0.02∼0.04), m2=coefficient of discharge (0.7∼0.9) m'=h0/h1, h0=open height of gate (m), p1 and p4=unit price of weir body and of excavation of weir site, respectively (won/㎥), p2 and p3=unit price of construction form and of revetment for protection of downstream riverbed, respectively (won/㎡), p5 and p6=average cost per unit width of intake sluice including cost of intake canal having the same one as width of the sluice in case of overflow type and orifice type respectively (won/m), zo : inner slope of section area in intake canal from its beginning point to its changing point to ordinary flow section, m: coefficient concerning the mean width of intak canal site,a : freeboard of intake canal. (2) The conditional equations of the economical intake water depth in case that weir body is built on the foundation of rock bed ; (a) in the overflow type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{5 } { h}_{1 } }^{- {5 } over {2 } } } over { { 2m}_{1 }(1-s) SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } )RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L+ { nkp}_{5 }}}}} {{{{+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ]=0 }}}} (b) in the orifice type of intake sluice, {{{{ { zp}_{1 } { Lh}_{1 }- { { { 3Q}_{1 } { p}_{6 } { h}_{1 } }^{- {5 } over {2 } } } over { { 2m}_{2 }m' SQRT { 2gs} }+[ LEFT { b+z( { d}_{0 }+ { h}_{0 } )RIGHT } { p}_{1 }L+(1+ SQRT { 1+ { z}^{2 } } ) { p}_{2 }L}}}} {{{{+( { 2z}_{0 }+m )(1-s) { L}_{d } { p}_{7 } ]=0}}}} The construction cost of weir cut-off and revetment on outside slope of leeve, and the damages suffered from inundation in upstream area were not included in the process of deriving the above conditional equations, but it is true that magnitude of intake water depth influences somewhat on the cost and damages. Therefore, in applying the above equations the fact that should not be over looked is that the design value of intake water depth to be adopted should not be more largely determined than the value of h1 satisfying the above formulas.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권2호
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• pp.311-324
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• 2017

과부하 맨홀에서의 에너지 손실은 도심지의 침수피해를 가중시키는 요인이 된다. 그러므로 과부하 4방향 합류맨홀에서 에너지 손실의 저감을 위한 흐름특성 분석이 필요하다. 본 연구에서는 현황조사 결과를 고려하여 수리실험 장치를 제작하였으며, 사각형 맨홀 및 연결관은 하수도시설 기준을 준용하여 1/5로 축소 제작하였다. 또한 과부하 4방향 사각형 합류맨홀에서 에너지 손실을 저감 시킬 수 있는 인버트 형상 조건을 도출하기 위하여 Fluent 6.3모형으로 수치모의를 실시하였다. 선정된 수리실험 조건인 유출유량($Q_{out}$)에 대한 측면 유입유량($Q_{lar}$)의 비($Q_{lat}/Q_{out}$)와 유출유량(2.0, 3.0, 4.0, 4.8 l/sec) 및 인버트 형상 변화 조건(십자형, 개선형)을 변화시키며 수리실험을 실시하였다. 십자형 인버트는 과부하 4방향 합류 맨홀의 배수능력 향상에 영향이 미미한 것으로 분석되었다. 그러나 개선된 직사각 개거형 인버트와 정사각 개거형 인버트는 각각 평균적으로 약 7%, 28%의 손실계수가 감소하여 배수능력을 개선하는 것으로 분석되었다. 따라서 도시 관거 시설의 배수능력을 증대시키기 위하여 본 연구에서 제시된 개선형 인버트의 설치 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권2호
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• pp.56-63
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• 2018

강우사상이 발생함에 따라 시설용량을 초과하여 미처리된 상태로 방류수계에 직접 배출되는 합류식 관거 월류수(Combimed Sewer Overflows, CSOs) 및 분류식 관거 월류수(Separated Sewer Overflows, SSOs)의 관리는 집중호우가 잦아지는 근래에 들어 그 관리가 더욱 중요해지고 있다. 밀집도가 높은 도심지에 적용성이 유리한 여과기술은 지속적인 개발이 이루어지고 있음에도 불구하고 CSOs에 적용된 사례가 거의 전무한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 로프형 섬유여재가 적용된 Pilot 규모의 수평흐름식 여과장치를 CSOs에 적용하기 위해 공정최적화를 목적으로 수행되었다. 연구방법은 인공시료를 적용한 사전연구와 하수를 적용한 현장연구로 구분하여 수행하였다. 인공시료를 적용한 사전연구에서 여재 자체의 손실수두는 약 1.1cm정도로 분석되었고, 선속도 10m/hr 증가에 따라 약 0.1cm 정도의 손실수두 증가를 유발하는 것으로 나타났다. 또한, SS 제거효율은 81.4% 정도로 안정적이었고, 여과지속시간은 6시간 이상 유지되었으며, 공기역세척만으로도 98% 정도의 손실수두 평균 회복율을 보였다. 하수를 적용한 현장평가에서는 여재의 조기폐색을 방지하기 위한 전처리공정으로 벨트 형 미세스크린(450mesh 이상)를 적용했을 때 2시간 내외의 여과지속시간을 확보할 수 있었고, 평균 83.9%의 SS 제거효율을 나타내었다. CSOs 및 SSOs에 여과공정 적용을 위해서는 효율적 측면보다 여과지속시간의 안정적 유지를 위한 수리적 측면을 보완하기 위해서 전처리공정과의 조합이 중요하다는 결론을 얻을 수 있었다. 건기와 비교하여 우기의 유입하수 수질은 다소 낮은 보였으며, 이는 분류식 관거 비율이 높은 배수구역의 특성 때문인 것으로 추정된다. 또한, 우기와 건기의 유입수질에 따른 제거효율 차이는 미미하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제33권5호
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• pp.572-579
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• 2017

Increased impervious surface caused by rapid urbanization serves to produce the discharge of non-point source pollutants such as total suspended solid (TSS). There exist various methods of removing TSS, including a filtration process using granular media (a well-known method to be practically used after the consideration of removal efficiency, clogging, and backwashing efficiency). To determine the TSS removal capability of the filter, we initially performed lab-scale experiments which assessed flow rates, influent concentrations, permeability co-efficients, the particular shapes of suspended solids and potential clogging, and also evaluated TSS removal efficiency when applied to filtration facility in a pilot-scale. In low filtration flux condition, the removal efficiency of suspended solids was more than 95 %, while decreased to 83% in high filtration flux. Regarding the clogging aspect of the experiment, total cumulative solids were loaded up to $19.15kg/m^2$, and TSS removal efficiency was noted to commence to decrease when the loaded solids exceeded $9.0kg/m^2$. It was also noted, however, that superior efficiency was maintained for six hours. In addition, for pilot-scale experiment, the removal efficiency was still high enough (83.4 %) for the solid concentration of 140 ~ 343 mg SS/L and after backwashing, head loss was recovered to 92 ~ 95 % during two hour filtration. With these results, It was confirmed that lifetime of the filter applied to the test was prolonged due to the high treatment efficiency and good backwashing efficiency for the cumulative solids load.

• 대한환경공학회지
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• 제39권12호
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• pp.664-671
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• 2017

비점오염원은 도시, 도로, 농지, 산지, 공사장 등 불특정장소에서 불특정하게 수계에 오염물질을 배출하는 배출원으로, 오염물질의 유출경로가 명확하게 구분되지 않는다. 또한 수집이 어렵고 배출량이 강수량 등 기상조건에 크게 좌우되기 때문에 저감시설의 설계 및 유지관리가 어려운 측면이 있다. 한국의 경우 2006년 이후 비점오염원 처리에 대한 중요성이 심화되어 설치의무는 강화되고 있으나, 설치기준 및 효율에 대한 명확한 기준이 제시되지 못하여 단순히 저렴하며 유지관리가 필요치 않은 처리기술을 선호하고 있는 실정이었다. 본 연구는 발포고분자여재(Expended Polypropylene Media, EPP)를 이용한 여과형 비점오염원 저감시설에 대하여 처리능과 역세척에 의한 처리능의 유지에 대한 연구를 진행하였다. 여재층 높이가 증가할수록 처리효율의 변화폭은 줄었으며, 처리효율은 상승하는 것으로 나타났다. 60 cm의 여재층 높이에서 10 m/hr의 선속도의 경우 평균 처리효율은 94%로 나타났으며, 20 m/hr의 선속도의 경우 평균 처리효율이 90%로 나타났다. 여과 선속도 10 m/hr와 20 m/hr에서 180분 동안 운전 결과, 손실수두의 변화는 여재층 높이에 따른 차이가 조금 다른 양상으로 나타났다. 총 3회 반복한 역세척 실험 동안 여과시간이 경과함에 따라 처리효율은 여재가 폐색됨에 따라 감소하는 경향을 나타났다. 그러나 역세척 과정 이후에는 이전 여과과정의 초기 시점의 처리효율과 거의 유사하게 회복하는 것으로 확인하였다.