도시화된 지역에서 기후 변화로 인한 국지적인 집중 호우가 빈번히 발생하고 있으며, 이로 인한 급격한 유출량의 증가는 도시배수 시스템의 통수불량 및 용량 부족을 야기 시키며 도심지 홍수피해로 이어지고 있다. 그러나 도시배수 시스템의 과거 시설 계획 또는 설계 시 관거 내의 마찰손실만을 고려하고 있으며, 맨홀 등의 구조물에서의 국부적인 에너지 손실은 고려하지 않고 있다.
도시배수 시스템의 설계 용량을 초과하는 유입유량, 통수능력의 저하, 외수위 상승에 따른 영향을 받을 시 관거는 만관을 초과하는 과부하 상태의 압력흐름의 지배를 받는다. 그러나 시스템의 계획·설계 시 맨홀 내의 수두손실을 무시하는 개수로 흐름만을 고려할 뿐 과부하 흐름에 의한 맨홀의 국부손실은 무시되고 있다. 따라서 도시배수 시스템 내 맨홀에서의 수리학적 에너지 손실을 고려한 배수 시설의 합리적인 평가와 유지관리 측면에서 맨홀 내 수두손실의 특성을 모의할 수 있는 모형의 개발이 필요하다.
본 연구에서는 관거 시설의 구조물 설치에 따른 국부손실의 영향을 고려한 관거 시설의 흐름해석이 가능한 수치모형을 개발하였다. 또한 조압수조 이론을 적용하여 개발된 수치모형의 계산 결과는 과부하 맨홀의 수심을 예측할 수 있도록 비교하였다. 개발된 수치모형으로부터 계산된 맨홀 내 수심의 변화는 과부하 흐름에 의한 맨홀로부터의 월류량 산정과 도시유출해석의 합리적인 평가에 기여할 것으로 판단된다.

• 김정수(정회원, 부천대학교 토목과 겸임교수) | Kim, Jung Soo
• 김경범(비회원, 경기대학교 토목공학과 박사수료) | Kim, Kyoung Beom
• 최태순(비회원, 경기대학교 토목공학과 석사과정) | Choi, Tae Soon
• 윤세의(정회원, 경기대학교 토목공학과 교수) | Yoon, Sei Eui 교신저자