과부하 T형 합류맨홀에서의 손실계수 저감

• 영문명: Reduction of Head Loss Coefficients at Surcharged T-type Combining Manhole
• 발행기관: 한국방재학회
• 저자명: 윤세의(Yoon Sei Eui) 조준범(Jo Jun Beom) 이민성(Lee Min Sung) 임창수(Rim Chang Soo)
• 간행물 정보: 『3. 한국방재학회 학술대회논문집』2018년, 388~388쪽, 전체 1쪽
• 주제분류: 공학 > 기타공학
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2018.02.27

국문 초록

맨홀에서 발생되는 과부하 흐름에 의한 에너지 손실은 우수 관거시설의 배수능력을 감소시켜 우수배수시스템의 배수기능을 저하시킨다. 특히 설계 강우를 초과하지 않은 강우사상에서 도심지 침수피해의 발생은 도시 유역 중ㆍ하류부에 설치되는 합류맨홀에서 발생하는 과부하 맨홀의 손실이 원인 중 하나이다. 맨홀의 설치여부를 파악하기 위하여 서울시 도림천 유역의 하수관망 자료를 이용하여 실제 도심지 맨홀 설치 현황을 분석한 결과 T형(3방향) 합류맨홀이 25.2%로 많은 설치비율을 차지하고 있다는 것을 알 수 있었다. 따라서 과부하 T형(3방향) 합류맨홀의 에너지 손실을 저감시키고 도시침수피해를 예방하기 위한 연구가 요구되고 있는 실정이다. 그러므로 T형 합류맨홀 내부 흐름을 유도하여 보다 원활한 배수가 가능하도록 해주는 개선된 인버트 형상을 도출하고 이를 맨홀에 적용하여 손실계수의 저감 능력을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 개선된 인버트 형상 도출을 위해 ANSYS Workbench 13.0을 활용한 수치모의를 실시하였다. 여러 가지 형상을 수치모의 하여 가장 개선된 효과를 보이는 인버트 형상을 3D프린트로 제작한 뒤, 수리실험을 통해 그 적용성을 검토하였다. 수리실험은 하수도시설기준(환경부, 2011)을 준용하여 맨홀과 연결관을 1/5로 축소 제작한 수리모형을 사용하였으며 선정된 모형의 제원은 조사된 하수관망 자료를 토대로 특 1호 맨홀(B×L=900mm)와 연결관거 직경 300mm를 선택하였다. 실험조건은 하수도시설기준(환경부, 2011)에서 제시하는 설계유속을 기준으로 총 유출유량은 2ℓ/sec이고 직선 유입유량(Qm)과 측면 유입유량(Qlat)을 변화시키면서 수행되었다. 수치모의 결과 기존의 T형 합류맨홀보다 측면 유입부의 흐름을 유출부를 향해 곡선으로 직접 유도해주는 개선형 인버트가 맨홀내 배수에서 개선된 효과를 보이는 것으로 나타났다. 또한, 수리실험 결과 개선형 인버트의 설치시 과부하 3방향 사각형 합류맨홀에서의 에너지 손실을 최대 10% 정도 저감시키는 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제시한 인버트를 실제 도심지에 설치하여 관거시설의 배수능력을 증대시키고 침수피해를 완화시키는 것이 가능할 것으로 판단된다.

키워드

과부하 합류맨홀 손실계수 인버트 관거시설