감세공

감세공이란

감세공은 여수로 방류수의 과잉 운동에너지를 줄이는 수리 구조물이다.

댐 위의 물은 여수로를 타고 빨라져 하상을 깎는 힘이 커진다.

그 목적은 하류의 세굴과 침식을 막아 댐 기초를 지키는 것이다.

도수의 원리

도수는 수심이 얕고 빠른 사류가 깊고 느린 충류로 급격히 바뀌는 현상이다.

이때 운동에너지가 난류와 열로 소산되며, 상류 프루드수 Fr1로 수심비를 구한다.

Bélanger 식에서 Fr1이 클수록 y2/y1이 커진다. 상류가 빠를수록 도수가 크다.

계산 예제

예제로 상류 수심 0.5m, 상류 유속 8m/s인 직사각형 수로를 본다.

먼저 Fr1을 구하면 약 3.61이다. Fr1이 1보다 크므로 도수가 일어난다.

Fr1² 값 13.0을 식에 넣으면 y2/y1 ≈ 4.63, 즉 y2 ≈ 2.31m다.

손실수두와 감세지

도수 손실수두는 도수 전후 비에너지 차이로 구하며, 식은 이렇다.

손실수두는 수심 차의 세제곱에 비례하고 Fr1이 클수록 커진다.

하류 수심이 부족하면 도수가 밀려나므로 연단블록 같은 보조장치를 더한다.

형식과 구조 검토

감세공 형식은 여수로 낙차, 하류 수심, 지반 조건으로 고른다.

도수형은 하류 수심이 충분할 때, 고낙차에는 유도형이 쓰인다.

구조 측면에서는 양압력, 진동, 공동현상, 마모를 함께 검토한다.

자주 하는 실수

시험에서 자주 틀리는 실수는 세 가지다.

첫째, 적용 조건인 상류 Fr1 > 1을 빠뜨리는 것이다.

둘째, 손실을 유량 감소로 설명하면 안 된다. 수두 손실로 써야 한다.

셋째, 양압력·공동현상·마모 대책을 빠뜨리는 것이다.

정리와 확인

마지막으로 핵심을 정리한다.

감세공은 도수 원리로 에너지를 줄이고, 구조 안전 검토를 함께 한다.

이제 직접 풀어 보자.