환경과조경

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이번호에서는 지난호에 이어 배수계획의 일환으로 표면 유출량 처리를 위한 지상배수로 설계 방법에 대하여 설명하고자 한다. 지상배수로는 보통 초지로 조성되는데 공원이나 골프장 또는 시골 길 옆 등에서 주로 만들어진다. 초지로 된 배수로는 일반적으로 집수구역 150acre 이하에서 만들어지고, 보통 경사도 1-10%로 설계된다. 배수로가 적절하지 않게 설계되거나 유지관리가 제대로 이루어지지 않으면 환경적으로 침식문제가 발생할 수 있다. 따라서 우리 조경가(단지계획가)는 초지 배수로를 만들 때에 환경적으로 문제가 발생하지 않게끔 설계 하여야 한다. 지하배수로 설계 과정은 다음과 같이 간단히 요약된다.The process of designing a ditch is trial and error. It involves selecting trial cross sections and testing them to see if they will be big enough and operate within acceptable velocity limits. 배수로의 설계는 시행착오 과정에 의해 진행된다. 먼저 수로의 단면적을 결정하고, 그 단면적을 선택했을 때 유속을 알아본다. 유속이 허용범위 안에 들어가면 그것으로 결정되고, 허용범위 안에 들어가지 않으면 다시 허용범위에 들어가기 위한 작업을 반복하여야 한다. 여기서 유속의 허용범위란 환경적으로 문제가 되는 침식이 일어나지 않는 물의 속도를 말한다. 그런데 허용유속은 지표면의 식생상태에 따라 달라진다.에서 보면 토성(Soil Texture)과 배수로 초지상태에 따라 허용유속이 달라진다. 일반적으로 초지로 된 배수로는 허용유속이 2-4 ft/sec일 때 침식과 같은 환경문제가 발생하지 않는다. Table 1에서 보는 바와 같이 더 빠른 유속을 허용하기 위하여는 배수로 식생상태가 더 양호하여야 한다. (본 고는 요약문입니다)

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이번호에서는 배수계획의 일환으로 표면 유출량 처리를 위한 지하배수관 규격 결정 방법에 대하여 기술하고자 한다. 지하배수관의 규격은 Nomograph(계산도표)(Figure1)을 이용하면 쉽게 구할 수 있다. 그 순서는 다음과 같다. 1단계: 지하배수관에 들어가는 첨두유출량 Q의 값을 구한다. Q의 값은 전번 호에서 기술한 합리식에 의하여 구할 수 있다. 2단계: 지하배수관이 놓여지는 경사도를 결정한다. 일반적으로 지하배수관은 지표면에서 3feet 깊이에 매설 되는데, 지하배수관이 놓여지는 경사도는 보통 지표면 경사도와 대략 같게 한다. 지하배수관이 놓여지는 경사도는 배수관 양쪽 끝 면(Invert)의 높이를 알면 G = V/H x 100(%)를 사용하여 쉽게 구할 수 있다. 3단계: 배수관의 조도계수를 결정한다. 배수관의 조도계수는 <Table1>과 같다. Concrete 배수관의 조도계수 n값은 보통 0.012 ~ 0.015이다. 4단계: Nomograph(Figure1)의 Discharge in CFS(ft3/sec)에서 Q값과 선택 된 n 조도계수에서의 배수관 경사도를 연결시킨다. 이것이 통과하는 Diameter of Pipe in Inches(배수관 직경)에서의 양쪽 숫자를 읽는다. 그 선이 지나는 양쪽 숫자 중 큰 숫자를 선택한다. 그것이 바로 지하배수관의 규격이 된다. 5단계: 배수관에 물이 가득 차서 흐를 때의 유수량 Q를 알 필요가 있다. 2, 3단계에서의 구한 경사도와 선택 된 n 조도계수를 4단계에서 구한 배수관 규격(Diameter of Pipe in Inches)을 연결시켜 Q의 값을 구한다. 이 과정은 4단계에서 선택 된 배수관이 주어진 유출량에 대하여 얼마나 여유 공간이 있는지를 알아보기 위한 것이다. (본 고는 요약문입니다)

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단지계획을 할 때 건물의 배치나, 순환도로의 설계, 지형변화의 처리와 함께 물의 배수계획도 매우 중요한 부분의 하나이다. 단지계획에서 배수계획이란 표면수를 일정 방향으로 모으고(Collect), 일정방향으로 유도(Conduct)하고 그리고 흘러(Flow)보내는 것을 말한다.배수계획은 표면배수계획(Surface Drainage Plan)과 심토층 배수계획(Subsurface Drainage Plan)으로 나눌 수 있다. 표면배수계획이란 지표면에서의 물의 관리, 조절, 운반, 저장 및 처리 하는 것이고, 심토층 배수계획이란 지하수의 관리, 조절, 보호를 말한다.표면배수계획의 중요성은 도시지역에서 홍수조절과 침식조절 그리고 지표면의 물을 일정한 곳에 저장하고 깨끗한 물을 공급하는데 있다. 도시에서의 홍수는 전통적으로 수로(Channelization)와 저장(Storage)에 의해 많이 조절된다. 즉 물의 유속과 유량을 조절함으로써 도시에서의 홍수를 조절할 수 있다. <중략> 4. 유출량 산출식우리는 강우에 대한 배수로를 설계하기 위하여 먼저 대상 지역의 표면유출(Runoff)량을 계산하여야 한다. 그 지역의 표면유출(Runoff)량은 강우가 내린 기간(Duration), 지표면 상태, 강우강도(Rainfall Intensity)와 집수구역면적(Area of Watershed)에 의해 결정된다.일반적으로 표면유출량 산정은 여러 방법 등이 있지만, SCS Method와 Rational Method(합리식)에 의해 쉽게 구할 수 있다.本 稿에서는 국내에서 단지개발을 위한 계획단계에서 가장 많이 사용하는 모형인 합리식에 의해 실제 부지에서 유출량을 구하는 방법에 대하여 기술하려고 한다. 합리식은 유역 내 발생한 호우의 강도와 첨두유출량간의 관계를 나타내는 가장 대표적인 경험공식으로 몇 가지 문제점도 있지만 설계 홍수량을 산정하는데 매우 신속하고 간편한 방법이다.합리식에 의해 첨두유출량을 구하기 위하여는 공식을 구성하는 인자들의 정확한 Data들이 필요하다. 따라서 한국보다 정확한 Data가 현존하는 미국에서의 사례를 가지고 설명하려고 한다. 개념만 정확히 알면 그 적용 방법은 한국에서도 같고, 단위만 바꾸어 주면되는 것이다. (본 고는 요약문입니다)