유량 (물리량) 문서 원본 보기

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'''유량'''은 단위시간 당 얼마만큼의 체적에 해당하는 액체가 이동했는지 나타낼 때 쓰는 개념이다.

== 하천 유량 산정 ==
하천의 유량을 산정하는 방법엔 소단면의 평균 유속을 산정한 뒤 총단면 유량을 산정하는 방법, 부자를 이용하는 방법, [[희석법]]을 이용하는 방법, 초음파 [[유속계]]를 이용하는 방법, Manning 공식을 이용하는 방법, [[보 (수리 시설)|위어]]를 이용하는 방법, [[오리피스]]를 이용하는 방법이 있다.

=== 소단면 평균 유속을 산정한 뒤 총단면 유량을 산정하는 방법 ===
우선 하천 종단면을 보고 수심에 따라 평균유속을 구한다. 사용되는 식은 다음 표에서 해당하는 수심에 따른 식을 쓰면 된다. 수심이 D라고 하면
{| class="wikitable"
|-
! 측점 수 !! 수심 범위(m) !! 수면으로부터 관측지점 !! 평균유속 <math>\bar V</math>
|-
| 1 || 0.3 - 0.6 || 0.6D || <math>\bar V = V_{0.6D}</math>
|-
| 2 || 0.6 - 3.0 || 0.2D, 0.8D || <math>\bar V = 0.5(V_{0.2D} + V_{0.8D})</math>
|-
| 3 || 3.0 - 6.0 || 0.2D, 0.6D, 0.8D || <math>\bar V = 0.25(V_{0.2D} + 2V_{0.6D} + V_{0.8D})</math>
|-
| 5 || 6.0 초과 || 0.3m, 0.2D, 0.6D, 0.8D<br>하상으로부터 0.3m || <math>\bar V = 0.1(V_S  + 3V_{0.2D} + 2V_{0.6D} + 3V_{0.8D} + V_B)</math>
|}

하천 횡방향으로는 소단면으로 나눈 뒤에 각 소단면마다 평균유속을 구한다.{{sfn|이재수|2018|p=254}} i번째 소단면의 단면적을 A<sub>i</sub>, i번째 소단면에서의 평균유속을 <math>\overline{V_i}</math>라 하면 i번째 소단면에서의 유량 Q<sub>i</sub>는
:<math>Q_i = A_i \overline{V_i}</math>

이것을 다 합치면 총단면 유량 Q가 된다.
:<math>Q = \sum Q_i = \sum A_i \overline{V_i}</math>

하천의 폭에 따라 수심관측선과 유속관측선의 간격이 달라진다. 예를 들어 수면폭이 80-100m인 하천은 수심관측선은 5m마다, 유속관측선은 10m마다 하는 것으로 정한다. 여러 가지 수면폭으로 나누지만 여기서 일일이 나열하는 것은 생략한다.{{sfn|이재수|2018|p=255}}

소단면을 정하는 방법에는 중간단면적법(midsection method), 평균단면적법(mean section method)이 있다. 중간단면적법은 관측선이 소구간의 중앙에 있도록 하여 소구간을 분할하는 방법이다. 관측선에서의 평균 유속이 각 소단면에서의 평균유속이라고 가정하게 된다. 소단면 폭을 B로 나타내면 i 소단면의 유량은{{sfn|이재수|2018|p=256}}
:<math>Q_i = A_i \overline{V_i} = \frac{B_{i - 1} + B_i}{2} D_i \overline{V_i}</math>

평균단면적법은 두 관측선 사이 면적에 대한 평균유속을 두 관측선 유속의 산술평균으로 가정하는 방법이다. i 소단면의 유량은{{sfn|이재수|2018|p=257}}
:<math>Q_i = A_i \overline{V_i} = B_i \frac{D_i + D_{i+1}}{2} \times \frac{V_i + V_{i+1}}{2}</math>

=== Manning 공식을 이용하는 방법 ===
하천의 횡단면을 알고 있는 경우 Manning 공식을 이용하면 간편하게 평균[[유속]]과 유량을 구할 수 있다. n은 조도 계수, R은 [[경심]], I는 [[동수 경사]]라 할 때,{{Sfn|송재우|2012|p=195}}{{Sfn|김경호|2010|p=420}}
:<math>\bar V=\frac{1}{n}R^{\frac{2}{3}}I^{\frac{1}{2}}</math>

조도계수는 비교적 최근에 만들어진 하도에 대해서는 낮은 값을 쓰고, 오래된 하도에 대해서는 높은 값을 선택하면 된다.{{sfn|이재수|2018|p=263}}

== 같이 보기 ==
* [[수표 (수리학)]]
* [[수문학]]
== 각주 ==
<references />

== 참고 문헌 ==
* {{서적 인용|저자1=이재수|제목=수문학|날짜=2018|출판사=구미서관|isbn=9788982252914|ref=harv|판=2}}
* {{서적 인용 | 저자=송재우 | 날짜= 2012 | 판=3 | 제목= 수리학 | 출판사=구미서관 | 쪽= | ISBN= 978-89-8225-857-2 | ref=harv}}
* {{서적 인용 | 저자=김경호 | 날짜= 2010 | 판=1 | 제목= 수리학 | 출판사=한티미디어 | 쪽= | ISBN= 978-89-6421-019-2 | ref=harv}}

{{전거 통제}}
{{토막글|공학}}

[[분류:수문학]]