수리구조물 하류부에서의 Vortex의 특성 및 세굴량 산정에 관한 연구 = Study on vortex Characteristics and Estimation of Vortex Erosion at Downstream Part of Hydraulic Structure

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 배수갑문, 보등의 수리구조물 하류부에서 발생되는 와에 의한 2차선굴의 물리적 특성을 규명하고, 와의 평균 마찰속도를 에너지 보존법칙에 의해 산출하였다. 또한 와에 의해 발생되는 선굴량을 마찰속도에 의한 소류력 및 난류에 의한 양력의 항으로써 정량적으로 산출하였다. 분석 결과 수리구조물 하류부에서 발생되는 와는 하천 사주 뒷면에서 발생되는 그것에 비해 강도가 세고 끊임없이 발생되는 대규모 난류성을 지니고 있음을 알 수 있었다. 또한 와의 마찰속도는 물받이 끝단의 유속으로 나타낼 수 있으며, 따라서 하상입자의 성질과 흐름의 유속을 알면 선굴량을 산정할 수 있는 방법을 제시하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Characteristics of the vortex structure and the secondary scour at downstream part of the hydraulic structure such as drainage sluice or spillway ere studied. Mean shear velocity in the scour hole could be derived by the theory of energy conservation and the amount of a vortex erosion could be obtained using entrainment equation for given value of a shear velocity. Comparison of erosion rates with others showed a large value at low shear velocity due to the continuous and strong upward flow of the macroturbulence different from the conventional vortex formed in the lee-side of a sand ripple. For a design purpose, if the flow depth at the end of an apron and the properties of bed material are given, the amount of vortex erosion can be known.