부등류 해석을 기반으로 한 노면배수시설 설계

Abstract

노면배수시설의 설계방법을 임계지속시간의 고려 여부와 등류 및 부등류의 해석 방법에 따라 4가지로 구분하고, 각 방법에 따른 설계결과를 비교·검토하였다. 임계지속시간을 고려하지 않는 방법에서 설계강우는 10분 지속시간의 강우강도로 정하나, 임계지속시간을 고려할 경우 설계강우는 강우의 지속시간과 유출의 도달시간이 유사해지는 경우를 시산적으로 찾아 결정한다. 4가지 설계방법으로 수립된 설계모형을 다양한 수로의 종단경사 및 길어깨 횡단경사를 가지는 노면배수시설에 적용하고, 그 설계결과를 비교 검토하였다. 10분 지속시간의 강우강도를 이용하는 경우, 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격은 종단경사와 길어깨 횡단경사가 작은 경우에만 등류 해석보다 크게 산정되었다. 반면 도달시간을 산정하여 임계지속시간을 결정하는 경우에는 본 연구에서 고려된 모든 조건에서 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격이 등류 해석보다 크게 산정되었다. 그러나 도달시간을 산정하여 임계지속시간을 결정하고 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격은 10분 지속시간의 강우강도를 적용하고 등류 해석을 기반으로 설계한 값보다 항상 작은 것으로 조사되었다. The design methods of the road surface drainage facilities were compared for the improvement of design method. We have developed four computational design models classified by the methods to determine the duration of design rainfall and to analyze the flow of a linear drainage channel. The critical duration was determined by assuming the critical duration to be 10 minutes or by finding the duration of design storm being similar to the travel time of flow by trial and error. The flow of a linear drainage channel was analyzed as the uniform flow or the varied flow. The design models were applied to the artificial road surface drainage facilities with various channel slopes and road shoulder slopes. If the rainfall intensity of the 10 minutes duration was applied, the outlet spacing obtained from the design based on the varied flow analysis was larger than the uniform flow analysis only when the channel slope and the road shoulder slope was small. On the other hands, if the duration of design rainfall was determined by calculating the travel time, the varied flow analysis brought about larger outlet spacing than the uniform analysis for all conditions. However, the model of the critical duration concept and the varied flow analysis resulted in smaller outlet spacing than the current design method employing the rainfall of 10 minutes duration and the uniform flow analysis.