암거의 수리 설계

Abstract

암거의 규격 설계는 상류부의 수위를 과다하게 상승시키지 않는 상태에서 안전하게 계획홍수량을 하류로 소통시킬 수 있도록 최적의 단면을 결정하는 것이다. 현재 국내 암거 설계는 한국도로공사에서 발표한 “도로배수계획”을 이용하고 있는데, 이는 주로 미국도로성에서 발표한 설계기법을 따른 것이다. 이 기법은 계산도표를 이용하여 설계하는 방법으로 주관적인 오차가 생길 수 있으며 전산해석에 있어서도 큰 장애요인이 될 수 있다.

본 연구에서는 기존 연구에서 기술된 암거 설계법을 전반적으로 재검토하여 일부 수식 전개 과정에서 발생한 오류를 수정하고, 암거의 규격 산정시 암거의 형상을 미리 결정하여 암거 프로그램 개발시 효율적일 것으로 판단되는 새로운 방법을 개발하였다. 특히 원형 암거의 수리해석시 한계수심과 한계조건 속도수두의 해를 미국도로성에서는 계산도표를 이용하여 구하는 기법을 제시한 반면에 본 연구에서는 양해적 산정식으로 구하는 기법을 개발하였다.

또한 설계강우 및 계획홍수량의 산정함에 있어서 수정합리식의 중요한 요소인 도달시간 산정식을 개선하였다. 도달시간 산정식의 유도과정에서 Sherman형 강우강도식을 대입하여 반복시산이 없는 비교적 간단한 형태의 도달시간 산정식을 도출하였다. 그리고 비교적 간단한 형태의 Sherman형 강우강도식을 사용하여도 오차가 크지 않음을 확인하였다. 또한 우리나라 63개 강우관측소의 확률강우량을 분석한 후 Sherman형 강우강도식의 지역상수 a, b, n을 산정하여 그 분포도를 도시하여 제시하였다.