[7급 지방직 수리수문학] 22년 1회차 기출문제 정답·해설 페이지

물속에 직경이 1 mm인 유리관을 연직으로 세웠을 때 모세관 상승고를 $h_1$이라 하고, 2개의 유리판을 0.5 mm 간격으로 나란하게 연직으로 세웠을 때 두 유리판 사이 수면의 상승고를 $h_2$라 할 경우, 유리관에 대한 유리판 상승고의 비($h_2/h_1$)는? (단, 물의 표면장력은 0.1 N/cm이고, 접촉각은 0 °, 물의 단위중량은 0.01 N/cm3이다)

0.25

0.5

1.0

2.0

양수발전소에서 상부저수지로부터 관로를 통해 낙하하는 3 m3/s의 물을 이용하여 터빈을 돌려 발전하고 있다. 저수지 수면에서 터빈까지의 높이 차가 100 m이고, 터빈의 효율이 50 %인 경우, 발전되는 동력[kW]은? (단, 관로를 통해 용수가 유하하는 과정에서 발생하는 손실수두의 총합은 10 m이고, 물의 단위중량은 10 kN/m3으로 가정한다)

1,350

1,800

2,700

3,600

개수로의 흐름 상태에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

상류흐름(subcritical flow)에서는 프루드(Froude) 수가 1보다 작다.

수심이 한계수심보다 클 경우 상류흐름(subcritical flow)이다.

도수는 사류흐름(supercritical flow)이 상류흐름(subcritical flow)으로 급변하는 현상이다.

도수 발생지점 하류에서는 도수지점 상류보다 유속이 빨라지고 수심이 감소한다.

그림과 같은 직사각형 단면 수로에서 수면 경사가 $\dfrac{1}{100}$, Manning의 조도계수가 0.016이다. 수리학적으로 유리한 단면(최량 수리 단면)일 때의 유량[m3/s]은? (단, Manning 공식을 적용한다)

30

40

50

60

유체의 기본성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

유체에 전단응력이 작용할 때 변형에 저항하는 정도를 나타내는 유체의 성질을 점성이라고 한다.

수면에 연직인 직사각형 모양의 수문에 작용하는 힘의 작용점은 수문의 도심보다 항상 아래쪽에 위치한다.

움직이는 유체가 수행한 일(Work)은 에너지(Energy)와 동일한 물리적 차원을 갖는다.

관수로 내 물이 흐를 때, 에너지경사선은 동수경사선에 압력수두를 합한 것과 같다.

높이 $a$, 폭 $b$, 길이 $l$인 직육면체 케이슨(caisson)이 물에 떠 있다. 부체의 측면이 수면에 연직이 되어 안정상태를 유지하기 위한 관계식이 $b \gt xa$로 표현될 때 $x$의 최솟값은? (단, 케이슨의 비중은 0.5이고, $l \gt b$이다)

1

$\dfrac{\sqrt{2}}{3}$

$\dfrac{\sqrt{3}}{2}$

$\dfrac{\sqrt{6}}{2}$

그림과 같이 저수지에서 관을 연결한 자유방류 관로 내의 흐름에 의해서 발생한 손실수두의 총합이 $\dfrac{\mathrm{V}^2}{2\mathrm{g}}$일 때, 지름 0.2 m의 관을 통과하는 유량[m3/s]은? (단, 흐름은 1차원 흐름이고, 중력가속도는 10 m/s2으로 가정한다)

$0.05\pi$

$0.1\pi$

$0.2\pi$

$0.4\pi$

그림과 같은 높이가 h인 직사각형 수문을 3구간 분할하여 각 구간에 작용하는 수압으로 인한 힘이 동일할 때 h2를 h로 나타낸 것으로 옳은 것은?

$\dfrac{\sqrt{2}-1}{\sqrt{3}}\mathrm{h}$

$\dfrac{\sqrt{5}-1}{\sqrt{3}}\mathrm{h}$

$\dfrac{\sqrt{3}-\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\mathrm{h}$

$\dfrac{\sqrt{5}-\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\mathrm{h}$

그림과 같이 수평한 관수로 내에서 물이 지점 1에서 지점 2로 흐르며 지점 2에서 대기로 분사되고 있다. 지점 1의 압력과 지점 1의 지름은 각각 30 kN/m2와 0.2 m이고, 지점 2의 지름은 0.1 m일 때, 수축관로에 작용하는 힘($F_x$)의 크기[kN]는? (단, 지점 1과 2 사이의 점성효과를 무시하고, 물의 단위중량은 10 kN/m3, 중력가속도는 10 m/s2이다)

$0.12\pi$

$0.18\pi$

$0.24\pi$

$0.30\pi$

원형관로의 내경이 64 cm, 길이가 100 m인 관수로에서 유속이 2 m/s, 레이놀즈(Reynolds) 수가 1,000일 때, 관로 전체구간을 지나는 동안 발생되는 마찰손실수두[m]는? (단, 중력가속도는 10 m/s2로 가정한다)

1

2

4

8

과거 수년간의 연속적인 유량기록을 보유하고 있을 때 전체 유출수문곡선을 이용하여 기저유출을 분리하는 방법은?

주 지하수 감수곡선법

수정 N-day법

가변경사법

수평직선 분리법

홍수추적에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

홍수추적은 크게 수문학적 홍수추적과 수리학적 홍수추적으로 구분할 수 있다.

저수지추적은 저수지를 통과하는 홍수파에 미치는 저수지의 홍수조절 효과를 분석하는 것이다.

수리학적 홍수추적은 저류개념을 나타내는 연속방정식의 변형인 저류방정식을 해석하는 방법이다.

저류방정식을 사용하여 유입부 홍수수문곡선으로부터 유출부 유출수문곡선을 구한다.

동일 단면의 피압대수층 내의 두 지점 A, B가 500 m 떨어져 있다. 지점 A의 압력수두는 40 m이고 지점 B의 압력수두는 20 m이다. 지점 A의 고도가 지점 B보다 30 m 높다고 할 때 Darcy의 유속[m/day]은? (단, 투수계수는 0.1 m/day이다)

0.01

0.02

0.03

0.04

수면곡선의 분류에 있어서 수로경사의 종류는 크게 완경사, 한계경사, 급경사, 수평경사, 역경사로 구분한다. 이에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

완경사 수로에서 등류가 흐를 경우 상류가 발생한다.

급경사 수로에서 등류가 흐를 경우 사류가 발생한다.

한계경사 수로에서 등류가 흐를 경우 도수가 발생한다.

수평경사 및 역경사 수로에서는 등류상태를 유지할 수 없다.

수리모형실험에 대한 설명으로 옳지 않은 것은? (단, 길이는 $L$, 유량은 $Q$, 조도계수는 $n$이고, 첨자 $r$은 원형($p$)과 모형($m$) 간의 비율이며, $L_r = L_p/L_m$이다. 또한, 원형과 모형에서의 유체는 동일하며, 중력가속도도 동일한 것으로 가정한다)

개수로 수리모형에서 조도계수비 $n_r = n_p/n_m = L_r^{1/6}$을 적용하기 위해서 운동학적 및 동역학적 상사성이 성립되어야 한다.

프루드(Froude) 모형법칙은 중력이 지배적인 힘이 될 때 적용하게 된다.

개수로 수리모형에서는 통상 수평축척비와 연직축척비가 다른 왜곡모형을 사용하게 된다.

프루드(Froude) 모형법칙에서 유량비는 $Q_r = Q_p/Q_m = L_r^{5/2}$이다.

단위유량도(단위도)에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

강우－유출 자료가 없는 지역에서 유역 및 하천 특성인자를 이용하여 유도한 단위도를 합성단위도라 한다.

단위도란 단위유효우량이 유역전반에 균등하게 내렸을 때 발생하는 직접유출수문곡선이다.

SCS 합성단위도법에서 유효우량의 시작으로부터 첨두유량 발생시간은 유효우량지속기간과 유역지체시간의 합과 같다.

순간단위도를 1시간 지체시킨 후 두 순간단위도의 종거를 평균하면 1시간 단위도를 구할 수 있다.

유역면적이 20 km2이고 도달시간이 20분인 유역에서 합리식을 통해 구한 첨두유출량이 240 m3/s였다. 이 유역과 동일한 유출계수와 강우강도식을 갖고 유역면적이 70 km2인 유역의 도달시간이 1시간일 때 첨두유출량[m3/s]은? (단, 강우강도식은 $I = \dfrac{3{,}600}{t+10}$ [mm/hr]이고, $t$는 도달시간[분(min)]이다)

180

240

360

840

사각형 수평수로에서 도수가 발생하고 있다. 수로 폭은 10 m, 유량은 36 m3/s이고, 도수 전 수심이 0.6 m일 때 도수 후 수심[m]은? (단, 중력가속도는 10 m/s2로 가정한다)

1.5

1.8

2.1

2.4

어떤 유역의 토지이용상태별, 토양군별 유출곡선지수는 표와 같다. 이 유역에 30.8 mm의 비가 내렸다면 유효우량[mm]은? (단, 선행토양함수조건은 AMC-II로 가정하고, 계산은 소수점 둘째 자리에서 반올림한다)
토지이용상태
토양군
면적(km2)
유출곡선지수
초지
A
4
40
경작지
B
2
50
주거지역
B
4
60

0.0

1.7

2.0

28.5

그림은 어느 도시의 지속기간 1시간 연최대강우량의 누가확률분포 함수를 나타낸 것이다. 1시간 지속기간 75 mm 이상의 강우량이 3년 동안 1번 이상 발생할 확률[%]은?

19.0

27.1

72.9

81.0