지속적인 홍수 및 공기 유입에 의한 신월 빗물저류배수시설 내 수리적 안정성 및 압력변화 특성에 대한 실험 연구
Experimental Study on Hydraulic Stability and Characteristics of Pressure Fluctuation in Shinwol Rainwater Storage and Drainage System by Continuous Flood and Air Inflow
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초록
신월 빗물저류배수시설에 다양한 홍수 시나리오를 적용시켜 시설의 안정성 평가 및 시설 내 압력변화를 분석하고자 수리모형실험을 수행하였다. 실험 시나리오는 유입유량 시나리오 5가지, 터널 내잔류수량 시나리오 11가지를 혼합한 총 55가지이다. 실험 결과 P10이상의 유입유량 시나리오에서는터널의 저류가능량 대비 유입유량과 터널 내 초기 잔류수량 합의 비가 1.3 ~ 1.5일 경우 시설의수리적 안정성이 확보되지 않는 것으로 분석되었다. 월류가 발생하는 원인을 분석해본 결과 홍수와함께 유입된 공기가 종점부에서 발생하여 시점부로 이동하는 불규칙 단파에 의해 압축되고 이것이배기되는 과정에 압축공기 폭발로 인한 수직구 질식현상이 발생하는 것으로 분석되었다. 주요지점에서의 압력변화를 측정한 결과 시설 내 압력의 안정화까지 소요되는 시간에 따라 시설의 수리적안정성 확보 여부가 결정되고 배기시설에서 압축공기 배기가 원활히 이루어질 경우 시설의 수리적안정성이 확보되는 것으로 판단된다.
Abstract
A hydraulic model experimental was conducted to evaluate the hydraulic stability of the facility and analyze fluctuation in pressure inside the facility by applying various flood scenarios to the Shinwol rainwater storage and drainage system. There are total 55 experimental scenarios, which are mixture 5 inlet discharge scenarios and 11 scenarios of the residual amount in the tunnel. As a result of the experiment, it showed that when the ratio of the sum of inflow and initial residual amount in the tunnel and the total storage capacity of the tunnel was 1.3 ~ 1.5 in the inflow scenario above P10. Analyzing the cause of the overflow, the air introduced with the flood is pressurized by undualr bore. It was analyzed that chocking occurred as pressurized air explodes in the process of exhausting the pressurized air to the drop shaft. As a result of measuring the pressure change at main points, it is judged that securing the hydraulic stability of the facility depends on the time it takes for the pressure in the facility to stabilize and that hydraulic stability is secured when compressed air is smoothly exhausted from the exhaust facility.
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