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epanet 실험보고서

{Report{1.교 과 목 : 수리학 Ⅱ2.담당교수 : 박남식 교수님3.학 부 : 토목·해양공학부4.학 번 : 97284575.이 름 : 최 창 호6.제 출 일 : 2001.11.23(金)-EPANET 관망해석{절 점J-1J-2J-3J-4J-5J-6J-7J-8J-9J-10J-11평균수요00*************60수 압(psi)59.4453.4152.4952.4749.0044.7338.4641.0343.5044.6748.791.평균수요{관로P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14P-15유속(fps)4.904.903.660.530.310.080.981.291.742.200.200.250.001.821.992.첨두수요{관로P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14P-15유속(fps)5.075.073.521.731.160.592.220.481.622.752.751.950.004.540.38{절 점J-1J-2J-3J-4J-5J-6J-7J-8J-9J-10J-11첨두수요00*************0400수 압(psi)57.9752.9650.7550.0247.0142.9636.4939.0141.6442.6845.833.최소수요{관로P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14P-15유속(fps)4.744.743.690.280.300.320.371.821.841.861.860.650.000.342.88{절 점J-1J-2J-3J-4J-5J-6J-7J-8J-9J-10J-11최소수요002200220030수 압(psi)60.8454.7853.9353.9550.5046.1840.1142.7245.1146.1750.495.Sprinkler 소방{관로P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14P-15유속(fps)5.455.453.616.961.064.846.042.362.813.273.274.724.081.823.21{절 점J-1J-2J-3J-4J-5J-6J-7J-8J-9J-10J-11sprinkler*************00360160수 압(psi)54.5648.5841.8741.6740.2037.6531.8534.9937.8033.9239.986.호스소방(gpm)-음압발생(a)각 수요조건에 대하여 관망해석 후의 최소,최대 수압,유속 및 탱크의 유출입량과 펌프토출량{변수평균수요(gpm)첨두수요(gpm)최소수요(gpm)springkler(gpm)호수소방(gpm){최소수압(psi)38.4636.4940.1131.85주어진 조건으로는 음압이 측정된다.절점J-7J-7J-7J-7최대수압(psi)59.4457.9760.8454.56절점J-1J-1J-1J-1최대유속(fps)4.905.074.746.96관로P-1,P-2P-1,P-2P-1,P-2P-4탱크유출입량487.58(입)93.36(입)704.16(입)786.17(출)펌프토출량767.58793.86742.16853.83(b)펌프가 300gpm에서 최고 효율을 가진다면 평균 수요의 경우에 펌프의 효율에 대하여 논하시오(c)첨두 수요 조건의 경우에 유속이 상대적으로 낮다는 것이 관로 구경이 지나치게 크다는 것을 의미하는지 설명하시오.{관로P-1P-2P-3P-4P-5P-6P-7P-8P-9P-10P-11P-12P-13P-14P-15직경(in)8886668666686610유속(fps)5.075.073.521.731.160.592.220.481.622.752.751.950.004.540.48위의 표에서 비교할 수 있듯이, P-15에서 유속이 급격히 감소하였으므로 관로 구경과 관련있는 것 처럼 보인다. 관경이 같은 관1,2,3,12,등을 비교해바도 유속은 관경과 상관이 없음을 알수 있다. 또한, 파이프 6번과 12번을 비교해볼 때 12번의 관경이 큼에도 불구하고 유속이 더 커짐을 알수 있다. 그러므로 유속이 상대적으로 낮다고 해서 관경이 크다는 의미는 아닌 것 같다.(d)최소수요조건의 경우에 배수관망에서 최고 수압은? 최고 수압이 최소 수요 조건에서 발생하는 이유는?-60.84psi : 수요가 최소가 되면 그 절점에서 관로 외부로 배출되는 수량이 작기 때문에 수압도 최소가 된다.(e)스프링 클러로 소방을 하는 경우에 현재의 배수관망이 충분한 배수능력을 갖추고 있는지 판단하시오.수요를 필요로 하는 곳은 J-3, J-4, J-7, J-8, J-10, J-11이다. 이중 최저수압은 J-7로써 31.85psi이다. 이것은 화재시 허용되는 20psi보다 높은 수치이므로 필요로 하는 수요로 충분한 배수 능력을 갖추고 있다고 볼 수 있다.(f)호수로 소방을 하는 경우에 현재의 배수관망이 적당한지 판단하시오. 부적당한 경우에는 어떻게 배수관망을 수정하는 것이 좋은지 제안하시오.현재의 배수관망으로는 음압이 측저된다. 이것은 물이 역으로 흐른다는 것을 의미하므로 이를 방지하기 위해서는 1절점을 낮춘다. 2펌프의 효율이 높은 것을 사용한다. 3탱크의 수위를 높이다. 의 3가지 방법이 있는데 3의 방법을 선택했다. 절점을 낮추는 것은 어느정도의 한계가 있을 것이다.(구조물의 구조상) 펌프의 효율이 높은 것을 사용하는 것도 한계치가 있을 것 같고 경제적인 문제도 고려해야 하기 때문에 탱크의 수위를 높여보았다. 먼저 음압이 발생하지 않을 최소 수위는 381ft로 측정되었으나 최소수압절점인 J-10에서의 수압이 0.25psi로 측정되었다. 이는 화재시 허용되는 최소 수압인 20psi에 훨씬 못미치는 수치이므로 수위를 더 올려야 한다. 결국 수위가 442ft일 때 19.91psi(J-10), 443ft일 때 20.22psi(J-10)로 측정되었는데 20psi보다 큰 443ft까지 올려야 할 것으로 판단된다.탱크의 수위를 더 올리면 압력이 세어 지므로 더 효과적이겠지만 경제성도 고려해야 하므로 복합적인 관계에서 높일 수위를 결정해야 할 것이다.REPORT(EPANET-2 실험)과목: 수리학교수: 박 남식 교수님학과: 토목.해양공학부학번: 9727918이름: 공호진

공학/기술| 2001.11.29| 6페이지| 1,000원| 조회(1,353)

수리, 수리학실험, EPANET, 관망해석, 관망

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팔당호 수질조사 평가A좋아요

1. 팔당호 수질 분석과 계선 방안우리 나라의 수도권 지역에는 인구 밀도가 높고 산업이 밀집되어 환경오염 현상이 날로 심해져 가고 있다.90년대에 들어와서 여러 차례에 걸친 수도물 오염 파동은 팔당호 유역의 일부 지역에 대해 한강의 수질을 개선하고 수도권 지역의 상수원 보호를 위해 "수질보전 특별대책지역"으로 지정(1990.7.19)하여 관리하고 있다. 이러한 조치에도 불구하고 팔당호에서의 부영양화 현상은 점점 심해지고 있으며 특히 90년대 후반에 들어와서는 BOD와 COD도 급격히 높아지고 있다. 한강 유역에는 우리 나라의 산업과 인구가 밀집되어 있는 외에도 자연적인 조건이나 인위적으로 변경시킨 여러 조건들이 상수원의 수질 관리에 매우 불리한 조건들이 많아 수자원 관리에 어려움을 더해 주고 있다.상수원의 수질관리에 어려움을 주는 자연적인 조건이나 자연에 영향을 미친 조건들에는 강수량의 계절적 편중에 따라 갈수기에는 희석수의 부족으로 수질 악화가 나타나고 풍수기에는 육상의 비점오염원에서 일시에 오염물질이 흘러들어와 수질오염이 나타난다. 또 물의 부족을 극복하기 위해 건설된 댐에 의한 물의 저류, 댐호의 넓은 유역 면적과 큰 연안비, 유역의 지질 조성 등이 수질관리에 어려움을 더해주고 있다. 이외에 유역의 오염물질 배출 특성이 농업, 소규모 축산 등 비점오염원에서 기인한 오염물질의 비율이 크기 때문에 수질관리의 어려움을 크게 하고 있다. 현재 팔당 상수원의 상류지역은 수도권 정비계획법(1982.12.31제정, 1994.1.7개정)에 정의된 과밀억제권역, 성장관리권역, 자연보전권역으로 구분하여 관리하고 있으며, 자연보전권역의 외곽지역의 일부를 수도권 외곽지역으로 하고 있다. 팔당호에 인접한 지역은 환경정책기본법에 의한 특별대책지역을 두고 있다. 본고에서는 팔당호 수질관리에 어려움을 주는 자연적 요인을 알아보고 또 수질에 큰 영향을 미칠 것으로 사료되는 특별대책지역, 자연보전권역(가평군 일부, 양평군 일부, 여주군 일부, 이천군 일부, 용인군 일부, 안성군 일부),수량이 큰 댐이 건설되어 오염물질이 바다로 유출되지 못하고 호수에 저류된다. 홍수시 하천으로 들어온 부영양화 요인물질인 인, 질소 중 인은 호수내에 저류되어 홍수 후에도 수질오염의 원인이 된다.2) 많은 물의 저장과 흐름이 줄어든 하천우리 나라의 강은 길이가 짧고 경사가 급하여 물이 빨리 흘러가 버리는 점이다. 여름철 강수량이 많을 때 홍수를 일으켜 많은 피해를 주고 단시간에 바다로 흘러가 버리기 때문에 4월-6월에 물이 부족하여 주요 강의 여러 곳에 댐을 건설하여 물을 저장하고 있다. 댐의 건설 외에도 주요 강에 건설된 수중보나 농지 개발, 바닷물의 농경지 유입을 막기 위한 하구둑의 건설로 우리 나라 에서는 자연적인 구조와 기능을 가진 강을 거의 볼 수 없게 되었다.댐의 건설은 홍수에 의한 인명 피해를 크게 줄이고 경제적으로 많은 이익을 가져 왔으나 홍수기에 바다로 배출되던 각종 오염물질을 호수 내에 축적시키는 결과를 가져왔다. 그 이유는 호수에 많은 물이 저장됨에 따라 물속에 낮은 농도로 존재하는 비료성분들의 일부가 식물플랑크톤에 의해 섭취되어 호수의 바닥에 침전되기 때문에 호수 내에 다량의 비료성분의 축적현상이 일어난다.따라 유기물의 분해를 지연시켜 수계의 자정속도를 느리게 하는 요인이 된다.그림 1. 북한강과 그 지류에 건설된 댐호수들{4) 지질적 요인하천이나 호수 유역의 지질조건이 하류의 수질에 미치는 영향이 매우 커서 인접한 수계간에서도 지질적 요인에 의해 수질이 다른 경우가 많다. 우리 나라의 암석 조성은 대부분이 화강암질로 되어 있기 때문에 이러한 암석층을 통해 나오는 물은 일반적으로 그 수질이 매우 좋으나 이온 강도가 낮아 오염물질의 유입이 있을 때 완충력이 낮은 점이 특징이다.북한강 수계와 북한강의 지류인 소양강 수계는 그 암석 조성의 차이에 따라 수질오염의 현상이 다르게 나타난다. 소양호에서 심하게 일어나고 있는 수화는 북한강의 춘천호에서는 잘 관찰되지 않는다. 이러한 사실은 춘천호의 물이 유역의 암석 조성에 의해 소양호보다 매우 높은 pH역에는 현재에도 여러 가지의 규제가 설정되어 개발이 제한되고 있기 때문이다. 팔당 상류의 인구와 그 변동 추이를 표 3에 나타내었다.인구에 의한 BOD 발생량은 1993년 기준으로 특별대책지역 9,384kg/일, 자연보전권역 5,080kg/일, 수도권 외곽지역 2,464kg/일로 수도권 외곽지역에서의 발생량이 가장 낮다. 장기적 전망에서도 2001년에는 특별대책지역 42.55% 감소, 자연보전권역 42.4% 감소, 수도권 외곽지역에 29.5% 감소된다. 특별대책지역과 자연보전권역에서는 인구에 의한 BOD의 심한 감소가 나타나는데 이는 두 지역의 토지 이용 규제에 의한 것으로 보인다. 수도권 외곽지역에과 그 상류지역에서는 인구 감소에 의한 오염물질의 발생이 줄어든다. 인구에 의한 오염물질 발생량을 표 4에 나타내었다.표 3. 팔당 상류의 인구 및 변동 추이(단위 : 명){자료 : 1993년, 1996년 인구 ; 통계연보2001년 인구; 1993년 인구에 조사 지역의 인구 변동율 적용 추산표 4. 인구에 의한 오염물질 발생량 및 구성비(단위 : kg BOD/일){자료 : 환경부, 1995, 자연보전권역에 대한 타당성 조사 보고서2) 가축 사육가축 사육에서 유래되는 배설물은 하류 하천에 대해 수질오염의 직접적이고 중요한 요인의 하나가 된다.팔당호 유역의 가축 사육을 육우, 젖소, 돼지, 닭을 대상으로 살펴보면 육우 사육은 팔당호에서 상류로 갈수록 많아지고 젖소 사육은 줄어든다. 돼지와 닭은 자연보전권역에서 가장 많고 외곽지역에서는 조사 대상 가축 전부가 가장 낮은 사육 두수를 나타낸다. 오염갈생량 구성비는 특별대책지역 11,809kg/일 25.0%, 자연보전권역 11,005kg/일 23.3%, 외곽지역 5,748kg/일 12.2%, 외곽지역의 상류지역 18,618kg/일 39.5%로 외곽지역의 오염량 구성비가 12.2%정도로 그 비율이 가장 낮다. 가축 사육에 의한 BOD 발생량을 북한강 지역과 남한강 지역을 비교하면 북한강 지역이 9,932kg/일 21.0%, 남역에서 많은 영의 배출이 있다. 특별대책지역과 상류지역은 배출량은 비슷하지만 외곽지역은 면적이 매우 넓어 단위 면적당의 배출량은 적고 오염물질 배출의 많은 부분이 농경지나 임야 등에서 유래되기 때문에 규제의 효과를 얻기 어렵다.또한 특별대책지역은 팔당호에서 가까운 거리에 있기 때문에 배출된 오염물질이 자정작용을 받을 수 있는 시간이 짧기 때문에 같은 양이라도 다른 지역에서 배출되는 오염물질애 비해 그 영향이 클 것으로 예상된다. 표 9에 팔당호 유역의 공장 폐수에 의한 오염물질의 발생량을 나타내었다.5) 오염물질 발생 총량에 대한 각 부분의 비율팔당호 유역의 총 오염물질 발생량은 축산 47,180kg BOD/일, 인구 45,488kg BOD/일, 토지 37,393kg BOD/일, 제조업 6,259kg BOD/일, 양식장 25,617kg BOD/일로 축산에 의한 발생량이 가장 크고 제조업에 의한 발생이 가장 적다. 조사대상이 된 전 분야에서 외곽지역의 오염물질의 발생량이 가장 적다. 양식장을 제외한 모든 경우에서 남한강 지역에서 배출되는 오염물질의 양이 북한강 지역보다 많다. 장기 전망에서도 2001년까지 약 20-50%의 감소가 나타나는데 특별대책지역에서의 감소율이 높다. 감소율이 낮은 지역에서의 오염물질의 배출량 분포는 매우 적은 값을 갖는다. 팔당호 유역의 총 오염물질 발생량과 변동을 표 10에 나타내었다.표 9. 팔당호 유역의 공장 폐수 발생량(단위 : BOD kg/일){자료 : 환경부, 1995, 자연보전권역에 대한 타당성 조사 보고서표 10. 팔당호 유역의 총 오염물질 발생량(단위 : kg BOD/일){자료 : 환경부, 1995, 자연보전권역에 대한 타당성 조사 보고서조사 대상이 된 지역에서는 가장 큰 오염물질 발생지역은 특별대책지역이고 발생원은 축산이고 제조업에서의 발생량은 매우 적었다.외곽지역에서 발생되는 오염물질은 전체에서 차지하는 비중이 낮고 오염원과 영향 수역간의거리가 멀어 이의 규제에 의한 수도권 상수원 수질개선에 대한 효과는 매우 낮을 것보면 팔당호로 유입되는 한강의 지천 유역에 건설되는 하수처리장 처리수에 대한 재처리가 필요하다.2) 인1996년부터 하수종말처리시설과 폐수종말처리시설에서 방류되는 방류수의 기준에 인, 질소가 포함되어 있는데 인은 8ppm, 질소는 60ppm으로 규제된다. 이 기준은 수돗물 오염 파동을 거치면서 상수원의 수질을 개선하기 위해 마련된 조치의 하나인데 하수 처리장의 방류수 기준이 처리되지 않은 도시 하수의 인이나 질소 농도보다 낮게 설정되어져 실시도 되기 전부터 상수원 수질개선에 도움이 되지 않는 조치로 지적되고 있었다.우리 나라에서는 방류수의 기준이 배출 총량과 관계없이 배출규제로 되어 있기 때문에 규제기준은 바로 배출허용기준이 된다. 즉 방류수를 관리하는 곳에 대해 인 8ppm, 질소 60ppm까지는 배출이 허락된 셈이다. 처리장의 방류수 중에서 가장 많은 양을 차지하는 도시하수 처리장의 방류수의 배출허용기준이 처리되지 않은 생활 하수의 인, 질소 농도(국내 하수처리장의 유입수 수질은 인 3mg/l, 질소 30-50 mg/l)보다 높게 정해져 있어 현재로는 상수원의 부영양화현상을 억제하는 수단이 되지 못하고 있다.산업폐수의 경우는 배출수의 수질이 업종별로 큰 차이를 보이지만 자체 처리시설에서 처리되어 평균적으로 질소 60mg/l, 인 7mg/l전후로 방류되고 있는데 이들 역시 기준치와 같거나 낮게 정해져 있어 더 큰 노력을 기울일 것 같지 않다.1996년부터 실시되는 고도처리에 있어서 하수처리시설, 분뇨처리시설, 폐수종말시설 등의 환경기초시설은 규모가 크므로 규제의 대상이 되겠지만 산업 폐수의 경우에는 산업폐수 방류량 50m3//일(수질환경보전법), 축산페수의 경우에는 축사 면적으로 규제되고 있는데 팔당호 상류의 수도권 외곽지역이나 그 상류에는 축산에 의한 총 배출량은 많아도 지역적 특성으로 보아 지금가지 시행된 규제를 받을 만한 규모의 시설이 많지 않다. 따라서 팔당호의 수질을 적정선을 유지할 수 있을 정도의 오염물질의 배출을 감축시킬 가능성이 매우 어려워 장.

공학/기술| 2001.10.15| 12페이지| 무료| 조회(1,944)

수질오염, 낙동강, 팔당호, 수질조사, 환경조사

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