그림과 같이 일정한 수위가 유지되는 충분히 넓은 두 수조의 수중 오리피… | [토목기사 필기] 15년 1회차 기출문제 상세 페이지

수중 오리피스의 유출량은 오리피스 설치 높이와 무관하게 두 수조의 수면차만으로 결정되며, 이 문제에서는 Q ≒ 0.314㎥/s 이다.
그림에서 상류 수조 수면은 바닥에서 9m, 하류 수조 수면은 3.9m 이므로 유효수두는 $H = 9 - 3.9 = 5.1\,\mathrm{m}$ 이다. 격벽 아래 개구부에 표기된 d 는 오리피스 지름(발문에서 20cm)으로 단면적 계산에만 쓰이며, 오리피스가 완전히 잠겨 있으므로 그 설치 높이는 유량에 영향을 주지 않는다.
단면적: $A = \dfrac{\pi (0.2)^2}{4} = 0.0314\,\mathrm{m^2}$
유속: $V = \sqrt{2gH} = \sqrt{2 \times 9.8 \times 5.1} \fallingdotseq 10.0\,\mathrm{m/s}$
유량: $Q = C A V = 1 \times 0.0314 \times 10.0 = 0.314\,\mathrm{m^3/s}$
수두를 상류 수심 9m 로 잘못 잡으면 0.418㎥/s 가 나오므로, 수중 오리피스는 반드시 수면차를 수두로 쓴다는 점을 기억해야 한다.