KR102192989B1 - 홍수도달시간 측정을 위한 강우 유출 실험장치 - Google Patents

홍수도달시간 측정을 위한 강우 유출 실험장치 Download PDF

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곽용석
고택조
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Abstract

본 개시의 일 양상에 따르면, 토양을 수용하고, 상기 토양에 유입된 유량의 지표 유출, 중간 유출 및 기저 유출을 집수하는 본체; 및 상기 본체의 저면에 결합되어, 상기 본체의 경사를 조절하는 경사 조절부를 포함하고, 상기 본체는: 상기 본체의 정면에 결합되고, 복수의 제1 홀들을 포함하는 타공판; 상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 제1 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 지표 유출 집수부; 상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 상기 제1 높이 보다 낮은 제2 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 중간 유출 집수부; 및 상기 본체의 저면에 결합되고, 복수 개가 구비되는 기저 유출 집수부를 포함하고, 상기 기저 유출 집수부는: 상기 본체의 저면의 길이 방향을 따라 구비되는 프레임; 상기 프레임에 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 돌출되어 형성되는 제1 돌출부; 및 상기 프레임에서 상기 제1 돌출부와 소정 간격만큼 이격되어 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 소정 각도만큼 경사진 방향으로 돌출되어 형성되는 제2 돌출부를 포함하는, 홍수도달시간 측정을 위한 실험장치이다.

Description

홍수도달시간 측정을 위한 강우 유출 실험장치{RAINFALL RUNOFF EXPERIMENTAL EQUIPMENT FOR MEASURING TIME OF CONCNTRATION}
본 개시(present disclosure)는 홍수도달시간 측정을 위한 강우 유출 실험장치에 관한 것이다.
홍수량의 첨두유량은 치수를 위한 시설물의 설계기준이 되며, 이를 산정하기 위한 매개변수로는 도달시간이 가장 중요한 인자라고 할 수 있다. 이러한 도달시간 산정을 위하여 외국의 경험식을 단순 준용함에 따라 국내 유역 특성을 충분히 반영하지 못하여 홍수량의 과다 또는 과소 산정되는 문제가 제기되고 있다.
이를 해소하기 위해 국내의 특정유역에서 관측된 유출수문곡선을 통해 산정된 도달시간 공식이 제안하고 있으나, 실험을 통해 유출수문곡선과 도달시간을 측정하기 위한 연구는 미미하고, 이를 위한 실험 시스템이나 장치 또한 전무한 실정이다.
대한민국 등록특허 10-1968897
본 발명의 목적은 강우시나리오 및 유역특성 별로 홍수도달시간 측정을 위한 가변 경사형 실증실험 장치를 제공하는데 있다.
본 개시의 다양한 예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 본 개시의 다양한 예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 개시의 일 양상으로, 토양을 수용하고, 상기 토양에 유입된 유량의 지표 유출, 중간 유출 및 기저 유출을 집수하는 본체; 및 상기 본체의 저면에 결합되어, 상기 본체의 경사를 조절하는 경사 조절부를 포함하고, 상기 본체는: 상기 본체의 정면에 결합되고, 복수의 제1 홀들을 포함하는 타공판; 상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 제1 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 지표 유출 집수부; 상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 상기 제1 높이 보다 낮은 제2 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 중간 유출 집수부; 및 상기 본체의 저면에 결합되고, 복수 개가 구비되는 기저 유출 집수부를 포함하고, 상기 기저 유출 집수부는: 상기 본체의 저면의 길이 방향을 따라 구비되는 프레임; 상기 프레임에 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 돌출되어 형성되는 제1 돌출부; 및 상기 프레임에서 상기 제1 돌출부와 소정 간격만큼 이격되어 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 소정 각도만큼 경사진 방향으로 돌출되어 형성되는 제2 돌출부를 포함하는, 홍수도달시간 측정 실험장치이다.
상기 본체의 저면에는 상기 프레임의 길이 방향을 따라 복수의 제2 홀들이 형성될 수 있다.
상기 본체의 측면에는 상기 본체의 수직 방향을 따라 복수의 제3 홀들이 형성되고, 및 상기 복수의 제3 홀들 각각에는 토양 수분센서 및 토양 변위센서 중 어느 하나가 결합될 수 있다.
상기 지표 유출 집수부는 상기 타공판의 일측면의 수직 방향으로 제1 각도만큼 돌출되어 형성되되, 상기 지표 유출을 집수하기 위한 지표 집수 홀이 구비되고, 및 상기 중간 유출 집수부는 상기 타공판의 일측면의 수직 방향으로 제2 각도만큼 돌출되어 형성되되, 상기 중간 유출을 집수하기 위한 중간 집수 홀이 구비될 수 있다.
상기 소정 각도는 상기 경사 조절부에 의해 형성될 수 있는 상기 본체의 최대 각도 이하일 수 있다.
상기 본체는: 상기 본체의 저면의 길이 방향을 따라 서로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 결합부; 상기 한 쌍의 제1 결합부와 너비 방향으로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제2 결합부; 및 상기 본체의 일측면에 결합되는 경사 고정 홈을 더 포함할 수 있다.
상기 경사 조절부는: 몸체부; 상기 몸체부의 너비 방향을 따라 결합되는 유압 실린더; 상기 몸체부의 상단에 구비되고, 상기 한 쌍의 제1 결합부와 결합되는 제3 결합부; 상기 유압 실린더의 일측면에 구비되고, 상기 한 쌍의 제2 결합부와 결합되는 제4 결합부; 및 상기 몸체부의 일측면에 구비되고, 상기 경사 고정 홈과 결합되는 경사 고정부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 돌출부는 상기 본체의 경사도가 0일 때 상기 기저 유출을 집수하고, 상기 제2 돌출부는 상기 본체의 경사도가 0이 아닐 때 상기 기저 유출을 집수할 수 있다.
본 개시의 다양한 예들에 따르면, 강우시나리오 및 유역특성 별로 홍수도달시간 측정을 위한 가변 경사형 실증실험장치가 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 개시의 다양한 예들에 따르면, 강우강도, 강우 지속시간, 토지피복 및 지표면 경사 별로 설정될 수 있는 다양한 시나리오에 대하여 홍수도달시간이 측정될 수 있다.
본 개시에 따른 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과는 이하의 상세한 설명으로부터 본 개시와 관련된 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
이하에 첨부되는 도면들은 본 개시의 다양한 예들에 관한 이해를 돕기 위한 것으로, 상세한 설명과 함께 본 개시의 다양한 예들을 제공한다. 다만, 본 개시의 다양한 예들의 기술적 특징이 특정 도면에 한정되는 것은 아니며, 각 도면에서 개시하는 특징들은 서로 조합되어 새로운 예로 구성될 수 있다. 각 도면에서의 참조 번호 (reference numerals) 들은 구조적 구성요소 (structural elements) 를 의미한다.
도 1은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달시간 측정 실험장치의 사시도이다.
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 본체의 평면도이다.
도 3은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달시간 측정 실험장치의 단면도이다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 예에 따른 본체의 측면도 및 저면도이다.
도 6은 본 개시의 일 예에 따른 경사 조절부의 단면도이다.
도 7은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달시간 측정 실험장치의 단면도이다.
이하, 본 발명에 따른 구현들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 구현을 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 구현 형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나 당업자는 본 개시가 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.
몇몇 경우, 본 개시의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다. 또한, 본 개시서 전체에서 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명의 개념에 따른 다양한 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 다양한 예들을 도면에 예시하고 본 개시에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명의 개념에 따른 다양한 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 다양한 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 개시에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 개시에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 이하, 본 개시의 다양한 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달시간 측정 실험장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 개시의 일 예에 따른 강우 유출 실험모형(1)은 본체(10) 및 경사 조절부(30)를 포함한다.
본체(10)는 토양을 수용하고, 수용된 토양에 유입된 강우의 지표 유출, 중간 유출 및 기저 유출을 집수할 수 있다. 이하, 본 개시에서 지표 유출은 지표면을 흐르는 강우의 유출이고, 중간 유출은 지표하 유출로써 지표 토층을 침투하여 흐르는 강우의 유출이고, 기저 유출은 지표 토층을 통과하여 지하수를 형성하는 강우의 유출을 의미하는 것일 수 있다.
즉, 본 개시에 따른 본체(10)는 본체(10)에 수용된 토양에 유량이 유입될 때, 지표에 흐르는 유량, 지표 토층을 침투하여 흐르는 유량 및 지표 토층을 통과하여 본체(10)의 저면으로 유출되는 유량을 집수할 수 있다.
경사 조절부(30)는 본체(10)의 저면에 결합되는 것으로써, 본체(10)의 경사를 조절할 수 있다. 즉, 본 개시에 따른 경사 조절부(30)는 본체(10)의 경사를 가변할 수 있게 본체(10)의 저면에 구비됨으로써, 본체(10)에 수용된 토양이 평평하더라도 토양의 경사도를 조절함으로써 다양한 토양의 경사도에 따른 홍수도달시간 측정 실험을 수행하도록 할 수 있다. 이에 따라, 경사 조절부(30)는 본체(10)에 수용된 토양을 경사지게 형성하지 않더라도 토양의 경사도를 가변시킬 수 있다.
이하에서는, 상술한 본 개시에 따른 본체(10) 및 경사 조절부(30)에 포함되는 구성들에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.
도 2는 본 개시의 일 예에 따른 본체의 평면도이고, 도 3은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달측정 실험장치의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본체(10)는 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 타공판(13)을 포함한다.
지표 유출 집수부(11)는 타공판(13)의 일측면에 결합되되, 일측면에서 타공판(13)의 저면으로부터 제1 높이만큼 이격된 위치에 결합된다. 이에 따라, 지표 유출 집수를 위하여 본체(10)에 수용되는 토양은 제1 높이에 대응되는 높이만큼 수용될 수 있다.
지표 유출 집수부(11)는 타공판(13)의 일측면의 수직 방향으로 제1 각도만큼 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 지표 유출 집수부(11)는 타공판(13)으로부터 유출되는 유량을 집수할 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.
지표 유출 집수부(11)에는 지표 유출을 집수하기 위한 지표 집수 홀이 구비될 수 있다. 이에 따라, 지표 집수 홀로부터 유출되는 유량은 지표 유출 집수부(11)의 하단에 별도로 설치되는 유량계 등의 계측기로 유입될 수 있다.
중간 유출 집수부(12)는 타공판(13)의 일측면에서 타공판(13)의 저면으로부터 제2 높이만큼 이격된 위치에 결합된다. 제2 높이는 상기 제1 높이 보다 낮게 형성됨으로써, 지표면이 아닌 지표 토층에 침투한 유량이 집수될 수 있다.
중간 유출 집수부(12)는 타공판(13)의 일측면의 수직 방향으로 제2 각도만큼 돌출되어 형성될 수 있다. 이때, 제2 각도는 제1 각도와 상이하게 형성됨으로써 지표 유출 집수부(11) 및 중간 유출 집수부(12) 각각의 하단에 유량계 등의 계측기가 설치될 수 있다. 또한, 중간 유출 집수부(12)는 타공판(13)으로부터 유출되는 유량을 집수할 수 있도록 경사지게 형성될 수 있다.
중간 유출 집수부(12)에는 중간 유출을 집수하기 위한 중간 집수 홀이 구비될 수 있다. 이에 따라, 중간 집수 홀로부터 유출되는 유량은 중간 유출 집수부(12)의 하단에 별도로 설치되는 유량계 등의 계측기로 유입될 수 있다.
상술한 지표 유출 집수부(11) 및 중간 유출 집수부(12)는 타공판(13)의 일측면에 고정적으로 설치될 수도 있고, 혹은 타공판(13)의 일측면의 소정 간격 마다 지표 유출 집수부(11) 및 중간 유출 집수부(12)를 고정하기 위한 복수의 고정 부재들이 설치되어 있는 경우 복수의 고정 부재들 중 어느 하나에 각각 가변적으로 설치될 수도 있다. 다만, 이러한 경우에도 중간 유출 집수부(12)가 설치되는 제2 높이는 지표 유출 집수부(11)가 설치되는 제1 높이는 낮아야 한다.
타공판(13)은 본체(10)의 정면에 결합될 수 있다. 타공판(13)은 도 3과 같이 복수의 제1 홀(14)들을 포함할 수 있다. 복수의 제1 홀(14)들은 본체(10)에 수용된 토양의 지표면 및 지표 토층을 흐르는 유량이 지표 유출 집수부(11) 및 중간 유출 집수부(12)로 집수될 수 있도록 한다.
한편, 본체(10)의 저면에는 복수의 제2 홀(15a 내지 15j)들이 형성될 수 있다. 복수의 제2 홀(15a 내지 15j)들은 후술할 본체(10)의 저면에 결합되는 기저 유출 집수부에 포함되는 프레임(21) 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 이에 따라, 복수의 제2 홀(15a 내지 15j)들은 지표 토층을 통과하여 본체(10)의 저면으로부터 유량이 유출될 수 있도록 한다.
도 4 및 도 5는 본 개시의 일 예에 따른 본체의 측면도 및 저면도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 본체(10)의 측면에는 본체(10)의 수직 방향을 따라 복수의 제3 홀(16a 내지 16c)들이 형성될 수 있다. 이때, 본체(10)의 측면은 우측면 및 좌측면을 포함하는 것일 수 있다. 복수의 제3 홀(16a 내지 16c)들은 본체(10)에 복수의 토양수분센서, 토양변위센서 등이 결합되기 위하여 형성되는 것일 수 있다. 즉, 복수의 제3 홀(16a 내지 16c)들 각각에는 토양수분센서, 토양변위센서 등의 센서가 결합됨으로써 토양에서 흐르는 유량의 정보를 센싱하도록 할 수 있다.
한편, 토양수분센서를 예를 들면 토양 정보를 측정하기 위한 적외선 센서나 혹은 압전체식 센서일 수 있으나, 이에 한정되지 않고 토양의 수분함량비 및 수리전도도 등의 토양에 침투한 유량의 정보를 센싱할 수 있는 다양한 방식이나 형태의 센서일 수 있다.
본체(10)의 저면에는 본체(10)의 저면의 길이 방향을 따라 서로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 결합부(17, 18)가 결합될 수 있고, 상기 한 쌍의 제1 결합부(17, 18)와 너비 방향으로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제2 결합부(19, 20)가 결합될 수 있다.
제1 결합부(17, 18) 및 제2 결합부(19, 20)는 본체(10)가 경사 조절부(30)와 결합되도록 함으로써 경사 조절부(30)의 움직임에 따라 본체(10)의 경사가 함께 조절되도록 할 수 있다.
본체(10)는 기저 유출 집수부를 포함할 수 있다. 기저 유출 집수부는 복수 개가 구비될 수 있으며, 각각이 본체(10)의 저면에 결합될 수 있다.
기저 유출 집수부는 프레임(21), 제1 돌출부(22a 내지 22j) 및 제2 돌출부(23a 내지 23j)를 포함할 수 있다.
프레임(21)은 본체(10)의 저면의 길이 방향을 따라 구비될 수 있다. 예를 들어, 프레임(21)은 파이프 형상일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 프레임(21)은 본체(10)의 저면의 길이 방향을 따라 적어도 두 개가 구비될 수 있다. 이때, 적어도 두 개의 프레임(21)은 본체(10)의 저면의 길이 방향을 따라 소정 간격만큼 이격될 수 있다.
제1 돌출부(22a 내지 22j)는 프레임(21)에 결합되고, 본체(10)의 저면의 수직 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 돌출부(22a 내지 22j)는 본체(10)의 경사에 변화가 없는 상태, 즉 본체(10)의 경사도가 0일 때 기저 유출 집수부의 하단에 별도로 설치되는 유량계 등의 계측기로 유량이 유입되도록 할 수 있다.
제2 돌출부(23a 내지 23j)는 프레임(21)에서 제1 돌출부(22a 내지 22j)와 소정 간격만큼 이격되어 결합되고, 본체(10)의 저면의 수직 방향으로부터 소정 각도만큼 경사진 방향으로 돌출되어 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 돌출부(23a 내지 23j)는 본체(10)의 경사가 가변인 상태, 즉 본체(10)의 경사도가 경사 조절부(30)에 의해 0이 아닐 때 기저 유출 집수부의 하단에 별도로 설치되는 유량계 등의 계측기로 유량이 유입되도록 할 수 있다.
이때, 제2 돌출부(23a 내지 23j)가 돌출되어 형성되는 상기 소정 각도는 경사 조절부(30)에 의해 형성될 수 있는 본체(10)의 최대 각도 이하일 수 있다. 이는 경사 조절부(30)에 의해 본체(10)가 최대 각도로 가변될 경우에도 기저 유출 집수부의 하단에 별도로 설치되는 유량계 등의 계측기로 유량이 정확하게 유입되도록 하기 위함일 수 있다.
본체(10)는 추가적으로 본체(10)의 일측면에 결합되는 경사 고정 홈(24)을 포함할 수 있다. 경사 고정 홈(24)은 후술할 경사 조절부(30)에 포함되는 경사 고정부(35)와 암수 결합 방식으로 결합됨으로써 본체(10)와 경사 조절부(30)가 결합되도록 할 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 예에 따른 경사 조절부(30)의 단면도이다.
도 6을 참조하면, 경사 조절부(30)는 몸체부(31), 제3 결합부(32), 유압 실린더(36), 제4 결합부(33), 제5 결합부(34), 경사 고정부(35), 제1 지지부(37) 및 제2 지지부(38)를 포함할 수 있다.
몸체부(31)는 본체(10)를 지지할 수 있는 형상 및 크기를 갖도록 형성될 수 있다.
몸체부(31)의 상단에는 제3 결합부(32)가 결합될 수 있다. 제3 결합부(32)는 상술한 본체(10)의 제1 결합부(17, 18)와 암수 결합 방식으로 결합됨으로써 본체(10)와 경사 조절부(30)가 결합되도록 할 수 있다.
유압 실린더(36)는 몸체부(31)의 너비 방향을 따라 몸체부(31)에 결합될 수 있으며, 별도로 설치된 유압 장치로부터 발생된 유압에 따라 경사 조절부(30)에 결합된 본체(10)의 경사가 가변하도록 할 수 있다.
제4 결합부(33) 및 제 5 결합부 각각의 일측면은 유압 실린더(36)의 일측면과 결합될 수 있다. 제4 결합부(33)의 타측면은 상술한 본체(10)의 제2 결합부(19, 20)와 암수 결합 방식으로 결합됨으로써 본체(10)와 경사 조절부(30)가 결합되도록 할 수 있다.
제 5결합부의 타측면은 후술할 제2 지지부(38)와 결합될 수 있다.
경사 고정부(35)는 일측면이 몸체부(31)와 결합되며, 타측면은 상술한 본체(10)의 경사 고정 홈(24)과 결합될 수 있다. 경사 고정부(35)에는 적어도 하나의 홈이 구비될 수 있다. 이에 따라, 다양한 각도로 가변하는 본체(10)를 고정시킬 수 있다.
제1 지지부(37) 및 제2 지지부(38)는 몸체부(31)의 하단에 결합되며, 본체(10) 및 몸체부(31)의 하중을 지지할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 예에 따른 홍수도달시간 측정 실험장치의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 홍수도달시간 측정 실험장치(1)의 본체(10) 및 경사 조절부(30)는 제1 결합부(17, 18) 및 제 3 결합부가 결합되고, 제2 결합부(19, 20) 및 제 4 결합부가 결합되는 것에 기반하여 일체로써 결합될 수 있다.
특히, 경사 조절부(30)에 의해 본체(10)의 경사가 가변하는 경우 특정 경사도로 본체(10)를 고정시키고자 할 때 경사 고정 홈(24) 및 경사 고정부(35)가 결합될 수 있다.
이하에서는, 상술한 홍수도달시간 측정 실험장치(1)과, 경사 조절을 위한 유압 장치 및 유량 측정을 위한 유량계 및 토양수분센서 중 적어도 하나에 기반하여 수행될 수 있는 유량 및 홍수 도달 시간 측정을 위한 실시예 1 및 실시예 2를 개시한다.
본 개시에서, 홍수 도달 시간(time of concentration)은 강우가 특정 유역에서 발생했을 때 유역의 최원점에서 내린 강우가 유역의 출구에 도달하는데 소요되는 시간으로 정의될 수 있다. 구체적으로, 도달 시간은 유입 시간과 유하 시간의 합으로 정의될 수 있고, 특히 유입 시간은 유역의 최원점에서 하도 시점까지 지표류 흐름의 유하 시간으로 정의될 수 있다.
실시예 1. 평지에서의 강우 유출량 및 홍수 도달 시간 측정
본 개시의 실시예 1에 따르면, 평지에서의 강우 유출량 및 홍수 도달 시간 측정을 위하여 홍수도달시간 측정 실험장치(1)에 포함된 본체(10)는 0의 경사도를 가질 수 있으며, 또한 본체(10)에 수용되는 토양은 지표 경사가 수평이 되도록 본체(10)에 수용될 수 있다.
이때, 홍수도달시간 측정 실험장치에 구비된 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부로부터 유출되는 지표 유출량, 중간 유출량 및 기저 유출량이 측정될 수 있다. 구체적으로는, 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부 각각에 의해 집수되는 강우는 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부 각각의 하단에 설치된 유량계 등의 계측기에 의해 측정될 수 있다.
특히, 실시예 1에서는 기저 유출 집수부에 포함된 제1 돌출부(22a 내지 22j)로부터 기저 유출량이 측정될 수 있다.
또한, 홍수도달시간 측정 실험장치에 구비된 토양수분센서에 기반하여 홍수 도달 시간이 측정될 수 있다. 예를 들어, 토양수분센서가 결합되는 복수의 제3 홀(16a 내지 16c)들 중에서 타공판(13)과 가장 가까이 위치한 적어도 하나의 제3 홀(16a 내지 16c)에 결합된 토양수분센서로부터 토양에서 센싱되는 최초 시간이나 수분함량을 측정할 수 있고, 측정된 센싱 값에 기반하여 지표면에 유입되는 침투 시간을 측정할 수 있다.
실시예 2. 경사면에서의 강우 유출량 및 홍수 도달 시간 측정
본 개시의 실시예 2에 따르면, 경사면에서의 강우 유출량 및 홍수 도달 시간 측정을 위하여 강우 유출 실험모형(1)에 포함된 본체(10)는 0을 초과하는 경사도를 가질 수 있다.
이때, 홍수도달시간 측정 실험장치에 구비된 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부로부터 유출되는 강우의 지표 유출량, 중간 유출량 및 기저 유출량이 측정될 수 있다. 구체적으로는, 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부 각각에 의해 집수되는 강우는 지표 유출 집수부(11), 중간 유출 집수부(12) 및 기저 유출 집수부 각각의 하단에 설치된 유량계 등의 계측기에 의해 유량이 측정될 수 있다.
특히, 실시예 1과 달리 실시예 2에서는 기저 유출 집수부에 포함된 제2 돌출부(23a 내지 23j)로부터 유출되는 유량으로부터 기저 유출량이 측정될 수 있다. 즉, 경사 조절부(30)에 의해 본체(10)의 경사가 조절될 경우, 제1 돌출부(22a 내지 22j)는 조절된 경사도만큼의 각도를 가지게 됨에 따라 본체(10) 저면으로부터 유출되는 유량을 본체(10)의 저면 하단에 설치된 유량계 등의 계측기로 올바르게 유출하지 못할 수 있으므로, 제2 돌출부(23a 내지 23j)가 홍수도달시간 측정 실험을 위해 사용될 수 있다.
또한, 홍수도달시간 측정 실험 장치에 구비된 토양수분센서에 기반하여 홍수 도달 시간이 측정될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 상술한 바와 같다.
상술한 본 개시의 홍수도달시간 측정 실험장치(1)에 따르면, 실증실험에 기반하여 강우 시나리오 및 유역 특성 별로 유량 및 홍수도달시간이 측정될 수 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 개시의 예들은 본 개시와 관련된 기술분야의 통상의 기술자가 본 개시를 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 개시의 예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 본 개시의 예들을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있다. 따라서, 본 개시는 여기에 기재된 예들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
1: 홍수도달시간 측정 실험장치
10: 본체
11: 지표 유출 집수부 12: 중간 유출 집수부
13: 타공판 14: 제1 홀
15: 제2 홀 16: 제3 홀
17, 18: 제1 결합부 19, 20: 제2 결합부
21: 프레임 22: 제1 돌출부
23: 제2 돌출부 24: 경사 고정 홈
30: 경사 조절부
31: 몸체부 32: 제3 결합부
33: 제4 결합부 34: 제5 결합부
35: 경사 고정부
36: 유압 실린더 37: 제1 지지부
38: 제2 지지부

Claims (8)

  1. 토양을 수용하고, 상기 토양에 유입된 유량의 지표 유출, 중간 유출 및 기저 유출을 집수하는 본체; 및
    상기 본체의 저면에 결합되어, 상기 본체의 경사를 조절하는 경사 조절부를 포함하고,
    상기 본체는:
    상기 본체의 정면에 결합되고, 복수의 제1 홀들을 포함하는 타공판;
    상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 제1 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 지표 유출 집수부;
    상기 타공판의 일측면에서 상기 타공판의 하단으로부터 상기 제1 높이 보다 낮은 제2 높이만큼 이격된 위치에 결합되는 중간 유출 집수부; 및
    상기 본체의 저면에 결합되고, 복수 개가 구비되는 기저 유출 집수부를 포함하고,
    상기 기저 유출 집수부는:
    상기 본체의 저면의 길이 방향을 따라 구비되는 프레임;
    상기 프레임에 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 돌출되어 형성되는 제1 돌출부; 및
    상기 프레임에서 상기 제1 돌출부와 소정 간격만큼 이격되어 결합되되, 상기 본체의 저면의 수직 방향으로부터 소정 각도만큼 경사진 방향으로 돌출되어 형성되는 제2 돌출부를 포함하는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 저면에는 상기 프레임의 길이 방향을 따라 복수의 제2 홀들이 형성되는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치
  3. 제1항에 있어서,
    상기 본체의 측면에는 상기 본체의 수직 방향을 따라 복수의 제3 홀들이 형성되고, 및
    상기 복수의 제3 홀들 각각에는 토양 수분센서 및 토양 변위센서 중 어느 하나가 결합되는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 지표 유출 집수부는 상기 타공판의 일측면의 수직 방향으로 제1 각도만큼 돌출되어 형성되되, 상기 지표 유출을 집수하기 위한 지표 집수 홀이 구비되고, 및
    상기 중간 유출 집수부는 상기 타공판의 일측면의 수직 방향으로 제2 각도만큼 돌출되어 형성되되, 상기 중간 유출을 집수하기 위한 중간 집수 홀이 구비되는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치
  5. 제1항에 있어서,
    상기 소정 각도는 상기 경사 조절부에 의해 형성될 수 있는 상기 본체의 최대 각도 이하인,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치
  6. 제1항에 있어서,
    상기 본체는:
    상기 본체의 저면의 길이 방향을 따라 서로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제1 결합부;
    상기 한 쌍의 제1 결합부와 너비 방향으로 소정 간격만큼 이격된 한 쌍의 제2 결합부; 및
    상기 본체의 일측면에 결합되는 경사 고정 홈을 더 포함하는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 경사 조절부는:
    몸체부;
    상기 몸체부의 너비 방향을 따라 결합되는 유압 실린더;
    상기 몸체부의 상단에 구비되고, 상기 한 쌍의 제1 결합부와 결합되는 제3 결합부;
    상기 유압 실린더의 일측면에 구비되고, 상기 한 쌍의 제2 결합부와 결합되는 제4 결합부; 및
    상기 몸체부의 일측면에 구비되고, 상기 경사 고정 홈과 결합되는 경사 고정부를 더 포함하는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 돌출부는 상기 본체의 경사도가 0일 때 상기 기저 유출을 집수하고, 상기 제2 돌출부는 상기 본체의 경사도가 0이 아닐 때 상기 기저 유출을 집수하는,
    홍수도달시간 측정을 위한 실험장치.
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