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1[토목기사 필기] 18년 3회차
직사각형 단면수로의 폭이 5m이고 한계수심이 1m일 때의 유량은? (단, 에너지 보정계수 α=1.0)
1
15.65m3/s
2
10.75m3/s
3
9.80m3/s
4
3.13m3/s
해설

한계수심(critical depth) 상태에서 직사각형 단면수로의 유량을 구하는 문제다. 한계수심은 yc=q2g3y_c = \sqrt[3]{\frac{q^2}{g}} 관계식으로부터 단위폭 유량 qq를 먼저 구해야 한다. 주어진 조건: 폭 b=5mb=5\text{m}, 한계수심 yc=1my_c=1\text{m}, g=9.8m/s2g=9.8\text{m/s}^2이므로, 1=q29.831 = \sqrt[3]{\frac{q^2}{9.8}}에서 q2=9.8q^2 = 9.8, q=9.83.13m2/sq = \sqrt{9.8} \approx 3.13\text{m}^2\text{/s}이다.
전체 유량은 Q=q×b=3.13×5=15.65m3/sQ = q \times b = 3.13 \times 5 = 15.65\text{m}^3\text{/s}이다. 에너지 보정계수 α=1.0은 명시되었지만 한계수심 정의식에는 직접 영향을 주지 않는다.

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