[수문학] 유속계를 이용한 유량 측정 방법(수자원개발기술사)

유속측정

• 회전식 유속계
  • V=a + bN N:초당 분당 회전수
  • 가장 많이 사용함
• 전자파표면 유속계

전자파표면유속계

• • 특징
    • 전자파 도플러 효과를 이용함
    • 표면유속만 산정이 가능하여 보정계수 적용해 평균유속으로 변환해야 함 
    • 비접촉식 어서 안정 적므로, 유속이나 유량이 큰 경우에 적용이 용이함
    • 하천의 횡단 방향으로 표면 유속계를 설치하고 상류 방향으로 전자파를 발생하여 반사되는 전자파를 활용하여 표면 유속을 결정
  • 주의사항
    • 하천 횡단을 따라 전자파 표면 유속계를 흐름 방향과 나란히 설치 하야 함
    • 횡단에 설치가 힘들 경우, 하천 양안에 유속계를 설치하는데, 주 유속 방향과 일정 편각(15도) 이내로 작게 하는 것이 바람직
    • 유속이 작은 경우(2m/s 이하) 표면 유속이 바람의 영향을 받으므로 데이터 측정에 주의해야 함
    • 직사광선을 피할 것(회로 영향받음)
    • 검출기 끝 부분 청결 유지
• 부자 측정법

부자측정법

• • 종류
    • 봉부자, 표면 부자 (수심에 따라 선택하지만 주로 봉부자 이용)
  • 측정법
    • 부자 투하하여 일정 구간 유하시간 측정하여 유속 구하고 보정계수 이용하여 평균유속 산정
    • Vo = L / t   L : 부자 유하거리 t : 부자 유하시간
    • Vm = Vo X 보정계수
    • 수심은 왕복 2회를 측정하며 횡단면적은 상하류 단면적을 산술평균
    • 유속은 연속 2회 측정
  • 주의점
    • 직선거리 확보가 가능하며 하폭이 일정한 곳이어야 함
    • 부자를 투하하기 적합한 장소여야 함(교량 등)
    • 유수에 장애가 없어야 함
    • 보조구간 측정구간 구분해 측정해야 함
    • 수위 측정은 1, 2 관측점에서 동시실시 해야 하며 홍수시는 2회 측정함
    • 유속 분포를 정확히 알 수 없다는 단점이 있다.
• 희석법
  • 소하천이나 갈수기에 얕은 수심, 혹은 수초 때문에 유속계 사용이 힘들 경우 사용함
  • 추적물을 하천에 주입하고 농도를 측정한 후 질량보전의 법칙을 적용하여 유량 결정
    
    
  • 일정량 주입법
    • 완전히 혼합되어야 하며 정확한 농도 측정이 중요함
    • 시간소요 많음, 비경제적, 비환경친화적

일정량주입법

• • 일시주입법
    • 상류에 용적 V 농도 C인 추적물을 하천에 주입하여 하류지점에서 시간별 농도를 측정하여 시간별 농도곡선을 그려 유량 측정
    • 시간소요 비교적 적음, 오염에 덜 위험, 상대적으로 경제적
    • 주로 연구 목적
    • 추적물은 NaCl, KCl 사용

일시주입법

 

유량측정

• 횡단 측량 후 등간격으로 구분하고, 각각의 면적을 구함
• 수심에 따라 4점 법을 이용하여 유속을 측정하고
• 소단면별로 유량을 합산 ∑ Q = ∑A * V