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폭 4m, 수심 2m인 직사각형 단면 개수로에서 Manning 공식이 조도계수 n=0.01 상세 페이지

1[토목기사 필기] 20년 3회차
폭 4m, 수심 2m인 직사각형 단면 개수로에서 Manning 공식이 조도계수 n=0.017m-1/3ㆍs, 유량 Q=15m3/s일 때 수로의 경사(I)는?
1
1.016×10-3
2
4.548×10-3
3
15.365×10-3
4
31.875×10-3
해설

Manning 공식 Q=1nAR2/3I1/2Q = \frac{1}{n}AR^{2/3}I^{1/2}에서 경사 I를 구하려면 먼저 흐름 단면적과 동수반경을 계산한다. 직사각형 단면에서 A = 4 × 2 = 8 m², 습윤둘레 P = 4 + 2 + 2 = 8 m, 동수반경 R = A/P = 8/8 = 1 m이다. Manning 공식을 I에 대해 정리하면 I=(nQAR2/3)2I = \left(\frac{nQ}{AR^{2/3}}\right)^2이므로, I=(0.017×158×12/3)2=(0.2558)2=(0.031875)2=1.016×103I = \left(\frac{0.017 \times 15}{8 \times 1^{2/3}}\right)^2 = \left(\frac{0.255}{8}\right)^2 = (0.031875)^2 = 1.016 \times 10^{-3}이다. 따라서 수로의 경사는 1.016×10⁻³이다.

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