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1[정수시설운영관리사 1급 1차] 17년 2회차
반경 200 mm의 원형관에 수돗물이 만관으로 흐르고 있다. 관의 길이는 2,000 m이며, 발생한 손실수두는 20 m일 때, 유량(m3/day)은 약 얼마인가? (단, Manning 공식을 이용하여 계산하고 조도계수는 0.011이다.)
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3,400
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10,800
3
13,300
4
21,300
해설

Manning 공식으로 구한 유속과 관 단면적을 곱하면 하루 유량은 약 21,300 m³/day이다.

동수경사 S=hLL=202000=0.01S=\dfrac{h_L}{L}=\dfrac{20}{2000}=0.01이고 만관 흐름이므로 경심은 R=D4=0.44=0.1 mR=\dfrac{D}{4}=\dfrac{0.4}{4}=0.1\ \mathrm{m}이다.

Manning 공식 V=1nR2/3S1/2=10.011×0.12/3×0.011/2≈1.96 m/sV=\dfrac{1}{n}R^{2/3}S^{1/2}=\dfrac{1}{0.011}\times0.1^{2/3}\times0.01^{1/2}\approx1.96\ \mathrm{m/s}이다.

관 단면적은 A=πr2=π×0.22≈0.126 m2A=\pi r^2=\pi\times0.2^2\approx0.126\ \mathrm{m^2}이므로 유량은 Q=VA≈0.246 m3/sQ=VA\approx0.246\ \mathrm{m^3/s}이고, 하루 단위로 환산하면 Q=0.246×86400≈21,300 m3/dayQ=0.246\times86400\approx21{,}300\ \mathrm{m^3/day}이다.

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