개념 한 쪽
하천의 유속과 유량을 파악하는 일은 수자원 관리 및 치수 설계의 기초가 된다는 점을 전제로 한다. 유속 측정은 여러 관측점을 이용한 일점법·이점법·삼점법 등의 관측법으로 나뉘며, 유량 산정은 직접 관측법과 간접 추정법으로 구분한다는 점을 이해한다.
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출제기준 단원 「하천측량의 개요」의 공개 문제 3개를 묻는 꼴별로 나누면 이렇습니다.
| 묻는 꼴 | 문제 수 | 무엇을 묻나 |
|---|---|---|
| 간접 유량 추정법 식별 | 1 | 유역자료로 유출량을 추정하는 방법을 간접법으로 구분하는 능력을 묻는다 |
| 3점법 관측 지점 판별 | 1 | 주어진 깊이 조합이 삼점법의 표준 지점인지 판별하도록 요구한다 |
| 위어의 측정법 분류 | 1 | 위어를 직접측정법으로 분류할 수 있는지 판단하도록 묻는다 |
하천 유속 관측에는 관측 지점 수와 깊이 위치에 따라 여러 표준 방법이 존재한다는 점을 이해한다. 일점법은 한 지점의 유속으로 수직 평균유속을 대표하는 방식이며, 실무에서는 수심의 약 0.6h 지점에서 측정한 유속이 연직 평균유속과 가장 근접하다는 통념을 따른다.
이점법은 수면 근처와 저층 근처의 유속을 측정하여 평균을 내는 방식이며, 표준 지점으로 수심의 0.2h와 0.8h 지점을 사용하는 것이 일반적이라는 점을 기억한다. 이 방식은 표층과 저층의 흐름 차이를 반영하여 연직 평균을 추정하는 목적을 가진다.
삼점법은 표층·중층·저층을 대표하는 여러 깊이에서 측정값을 사용하여 평균 유속을 산정하는 방법이라는 점을 인지한다. 삼점법의 측정 깊이 조합으로는 표층에 가까운 0.2h, 중간 깊이인 0.6h, 하층 쪽의 0.8h 위치를 택하는 사례가 많으며, 중간 깊이 지점이 평균값에 상대적으로 큰 영향을 미친다는 설명이 자주 제시된다는 점을 이해한다.
유량측정의 분류는 직접측정법과 간접측정법으로 구분된다는 점을 이해한다. 위어와 같은 수리구조물을 이용해 수면 높이를 관측하여 유량을 산출하는 방식이나, 부자·유속계를 이용해 단면적과 평균유속을 직접 측정하는 방식은 직접측정법으로 분류된다는 점을 기억한다. 반대로 유역면적, 강우량, 지질·지형 등의 환경자료를 토대로 유출량을 추정하는 방법은 간접측정법으로 분류된다는 점을 확인한다.
현장 문제풀이에서는 관측 방법의 명칭과 해당 관측 위치(예: 0.6h, 0.2h·0.8h, 0.2h·0.6h·0.8h 등)를 빠르게 매칭하는 능력이 중요하다는 점을 강조한다. 또한 직접측정과 간접추정의 구분 기준을 '측정의 직접성'으로 판단해야 한다는 원리를 명확히 한다.
문제에서 세 지점의 깊이가 수심의 0.2h, 중간층 0.6h, 저층 0.8h로 주어지고 해당 유속을 제시하여 '어떤 방법으로 평균유속을 구했는가'를 묻는 경우에는 삼점법을 연상해야 한다는 점을 예시로 든다. 유속 값의 단순 평균인지 가중평균인지에 대한 출제 포인트는 문제별로 제시된 공식을 확인하여 처리해야 한다는 점을 안내한다.
유량 측정 방법의 분류 문제에서는 위어를 수면 높이 관측으로부터 유량을 산정하는 방식으로 보고 직접측정법에 포함시키는 설명과, 유역자료를 통해 유출량을 추정하는 설명을 간접측정법으로 보고 구분하는 연습을 권장한다는 점을 예시로 든다.
유량측정의 방법 중 유역면적을 측량하고 유역내 강우량을 기본으로 이 지역의 지질, 지형, 온도 등의 사항을 고려하여 하천의 유출량을 추정하는 방법은?
정답 ③ · 강우량과 유역의 지질, 지형 등 환경 요인을 종합하여 유출량을 추정하는 측정 방법을 찾는 문제이다. 하천에서 직접 유속이나 수위를 관측하지 않고 유역면적과 강우 자료에 유역 특성을 반영해 유출량을 계산해 내는 방식을 간접유량 측정법이라 한다.
직접 측정이 아닌 지질, 지형, 강우량 등 환경 요인을 종합하여 유출량을 추정하는 방법은 간접유량 측정법이다.
하천단면의 유속 측정에서 수면으로 부터의 깊이가 0.2h, 0.6h, 0.8h인 지점의 유속이 각각 0.562m/s, 0.497m/s, 0.364m/s 일 때 평균유속이 0.480 m/sec이었다. 이 평균유속을 구한 방법은?
정답 ③ · 하천 단면의 유속 측정에서 평균유속을 구한 방법을 묻는 문제이다. 수심 0.2h, 0.6h, 0.8h 세 지점의 유속을 측정하여 그 값을 평균하는 방법은 3점법에 해당한다.
수심 0.2h, 0.6h, 0.8h 세 지점의 유속을 평균내는 방식은 3점법으로 정의된다.
다음은 하천의 유량측정 방법을 설명한 것이다 옳지 못한 것은?
정답 ④ · 위어(Weir)를 이용한 유량 측정은 수로에 장애물을 설치하고 그 위를 흐르는 낙차의 수심을 측정하여 유량을 계산하는 방식입니다. 이는 직접 단면적과 유속을 구하지 않고 수리학적 공식을 통해 간접적으로 유량을 산출하는 방법이지만, 수문학 분야의 전통적인 분류에서 위어는 '직접 측정법'에 속합니다.
위어(Weir)는 수리학적 구조물을 통해 직접 수심을 관측하여 유량을 산출하는 직접 측정법에 해당한다.
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