위어

Weir
캐나다 온타리오주 토론토의 레이모어 공원 근처의 험버 강에 있는 보
호주 뉴사우스웨일스 야스 강에 있는 보로, 보행자-자전거 강을 건널 때 바로 상류로 올라갑니다.
핀란드 반타아의 틱쿠릴란코스키 급류에 있는 보
CaldicotWontlog Levels에 설치된 새로운 경사 보의 시간 경과 영상

/wər/ 또는 저수두 댐은 강의 폭을 가로지르는 장벽으로 물의 흐름 특성을 변화시키고 일반적으로 하천 수위의 높이를 변화시킨다.보는 또한 호수, 연못, 저수지의 출구를 위한 물의 흐름을 조절하기 위해 사용된다.많은 보 디자인이 있지만, 일반적으로 물은 보 꼭대기 위로 자유롭게 흐른 후 낮은 곳으로 내려갑니다.

어원학

무엇이 보를 구성하는지에 대한 단일 정의는 없으며, 한 영어 사전은 보를 작은 댐으로 정의하는데, 이는 중세 영어에서 유래한 것으로 보이며, "방어를 위해,[1][2] 댐"을 의미하는 werian의 어근인 wer에서 파생된 것으로 보인다.

기능.

미국 워싱턴 소프에 있는 소프 그리스트 밀의 방송용 보

일반적으로 보는 범람을 방지하고, 유량을 측정하며, 강을 배로 더 쉽게 항해할 수 있도록 돕는 데 사용됩니다.일부 지역에서는 댐과 보라는 용어가 동의어이지만, 일반적으로 구조물 사이에 명확한 차이가 있습니다.보통 댐은 벽 뒤에 있는 물을 막도록 특별히 설계되어 있고 보는 강의 흐름 특성을 바꾸도록 설계되어 있다.

댐과 보의 공통적인 차이점은 물이 보의 상단(크레스트) 또는 하단(크레스트) 위로 적어도 길이의 일부 동안 흐른다는 것이다.따라서 대형 댐의 범람한 여수로의 꼭대기를 보라고 할 수 있다.보의 크기는 가로와 세로로 다를 수 있으며, 가장 작은 보는 높이가 몇 인치밖에 되지 않는 반면 가장 큰 보는 높이가 수 미터이고 길이가 수백 미터일 수 있습니다.일반적인 보의 용도는 다음과 같습니다.

흐름 측정

수문학자 및 엔지니어는 보를 사용하여 소규모에서 중형 하천/리버 또는 산업용 방류 위치에서 용적 유량을 측정하는 간단한 방법을 사용할 수 있습니다.보 꼭대기의 형상이 알려져 있고 모든 물이 보 위로 흐르기 때문에 보 뒤에 있는 물의 깊이를 유속도로 변환할 수 있다.그러나 이는 모든 물이 보 꼭대기 위로 흐르는 위치(측면 주변 또는 도관 또는 수문을 통해 흐르는 위치)와 보 꼭대기를 흐르는 물이 구조물로부터 운반되는 위치에서만 달성될 수 있다.이러한 조건이 충족되지 않으면 흐름 측정이 복잡하거나 부정확하거나 심지어 불가능할 수 있습니다.

배출량 계산은 다음과 같이 요약할 수 있다.

어디에

Q는 유체의 체적 유량(배출량)입니다.
C는 구조물의 유량 계수(평균 0.62)이다.
L의 너비입니다.
H는 산꼭대기의 물머리의 높이입니다.
n 구조(예: 수평 보의 경우 3/2, v-노치 보의 경우 5/2)에 따라 달라진다.

그러나 이 계산은 일반적인 관계이며 다양한 유형의 보에 대해 특정 계산을 사용할 수 있습니다.유량 측정 보는 정확한 [3][4]상태를 유지하려면 잘 유지되어야 한다.

브이노치 보 위를 흐르다

V-노치 보 위의 흐름3(ft/s)은 Kindsvater에 의해 주어진다.Shen 방정식:[5]

어디에

Q유체의 체적 유량3(ft/s)이다.
g는 중력에 의한 가속도(ft/sm2)입니다.
Ce Shen 1981, 페이지 B29, 그림 12에 제시된 흐름 보정 계수이다.
θ는 V-노치 보의 각도이다.
h는 V노치 하단 위의 유체 높이입니다.
kShen 1981, 페이지 B20, 그림 4에 제시된 머리 보정 계수이다.

침입종의 방제

보는 물리적 장벽이기 때문에 물고기와 다른 동물들이 강을 오르내리는 것을 방해할 수 있다.이것은 번식 주기의 일부로 이동하는 어종(예: 연어과)에 부정적인 영향을 미칠 수 있지만, 상류로 이동하는 침입종을 막는 방법으로도 유용할 수 있습니다.예를 들어, 오대호 지역에 있는 보는 침습성 해오라기들이 상류로 더 많이 서식하는 것을 막는데 도움을 주었다.

물레방아

방앗간 연못은 물을 막아서 구조물 위로 흐르는 보에 의해 만들어집니다.물의 높이 변화에 의해 만들어진 에너지는 물레방아, 제재소, 숫돌, 그리고 다른 장비에 동력을 공급하는데 사용될 수 있다.

홍수 통제 및 하천 상황 변경

템즈강의 브레이 락에 있는 수문 기반 보로 하류를 바라보고 있습니다.배경에는 더 작은 2차 '오버스필' 보가 있다.2018년 겨울 한파 이후 녹은 물과 이후 내린 비로 인해 유난히 높은 방류 중에 떠내려온 두 개의 작은 보트가 또한 오버스필 보에 기대어 서 있는 것을 볼 수 있다.

보는 일반적으로 유량이 많은 기간 동안 하천의 유량을 조절하는 데 사용됩니다.수문(또는 경우에 따라 보 꼭대기의 높이)은 하류로 흐르는 물의 양을 늘리거나 줄이도록 변경할 수 있습니다.이러한 목적을 위한 보는 일반적으로 마을과 마을의 상류에서 발견되며 자동화되거나 수동으로 작동할 수 있다.물이 하류로 이동하는 속도를 조금이라도 늦춤으로써 홍수의 가능성에 불균형적인 영향을 미칠 수 있다.더 큰 강에서는 보가 수로의 흐름 특성을 변화시켜 이전에는 극심한 조류나 소용돌이로 인해 선박이 접근할 수 없었던 지역을 항해할 수 있도록 합니다.많은 대형 보는 보트와 강 이용자들이 강을 빠져나가지 않고도 "보"를 쏘고 상류나 하류로 항해할 수 있게 하는 건설 기능을 갖게 될 것이다.이러한 목적을 위해 만들어진 보는 템즈강에서 특히 흔하며, 대부분은 강의 45개의 각 자물쇠 근처에 위치해 있다.

문제들

강의 흐름이 높은 시기에는 알프스의 개울에 있는 이 19세기 보의 돼지 돌은 훨씬 더 많은 물을 흘렀을 것이다.

생태학

보는 뒤에 있는 물을 막고 강의 흐름을 변화시키기 때문에 지역 생태계에 영향을 미칠 수 있다.일반적으로 하천 속도가 감소하면 침전(강바닥에 진흙과 진흙의 미세한 입자가 퇴적됨)이 증가하여 물 산소 함량이 감소하고 무척추동물 서식지와 물고기 산란 장소가 질식될 수 있다.강 속도가 증가하면 강바닥이 침식되고 서식지가 손실될 수 있지만, 물이 보 꼭대기를 통과하면 산소 함량은 일반적으로 정상으로 돌아옵니다.

어류 이동

보는 어류[6]이동에 큰 영향을 미칠 수 있다.종의 최대 높이를 초과하는 보는 점프하거나 우회할 수 없는 흐름 조건을 만들 수 있습니다(예: 과도한 수속 때문에). 물고기가 이동할 수 있는 상류 최대 지점을 효과적으로 제한합니다.어떤 경우에 이것은 엄청난 길이의 번식 서식지가 사라진다는 것을 의미할 수 있고, 시간이 지남에 따라 물고기 개체수에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

많은 나라에서, 물고기가 장벽을 통과하고 상류 서식지에 접근할 수 있도록 하는 보 디자인에 물고기 사다리를 설치하는 것은 이제 법적 요구 사항이다.댐과 달리, 보는 비록 어린 물고기에게 해를 끼칠 수 있는 유동 조건을 만들 수 있지만, 보통 하류 물고기 이동을 막지는 않는다.최근의 연구에 따르면, 내비게이션 잠금 장치는 또한 수영이 [7]서툰 사람들을 포함한 다양한 생물들에게 더 많은 접근을 제공할 수 있는 잠재력을 가지고 있다.

안전.

보 주변의 물은 종종 비교적 잔잔해 보일 수 있지만, 일반적으로 유압 점프라고 불리는 하류 쪽의 순환 패턴이 사람을 무한히 잠기게 할 수 있기 때문에 보 주변은 보트, 수영 또는 도보하기에 매우 위험한 장소일 수 있습니다.이 현상은 카누 선수, 카야커, 그리고 강에서 시간을 보내는 다른 사람들에게 너무 잘 알려져서 그들은 심지어 보에 대한 슬픈 이름인 "물빠짐 기계"[8]를 가지고 있다.오하이오주 DNR은 피해자는 턱을 아래로 하고 무릎을 가슴까지 끌어당겨 팔을 감싸야 한다고 권고했다.물살이 피해자를 강바닥을 따라 밀어내고 수압에 [9]의해 흘러내릴 수 있는 상태가 되길 바란다"고 말했다.펜실베니아 주 경찰은 또한 피해자들에게 "몸을 웅크리고, 바닥으로 잠수하고, 수영하거나 하류로 기어가라"[10]고 권고하고 있다.유압 점프가 공기를 유입함에 따라 댐과 보일러 라인 사이의 물의 부력이 30% 이상 감소하며, 피해자가 뜰 수 없는 경우에는 댐 하부로 대피하는 것이 생존의 유일한 선택사항이 될 수 있다.

공통형

보의 종류는 매우 다양하며, 그것들은 거의 눈에 띄지 않는 단순한 돌 구조에서부터 광범위한 관리와 유지보수가 필요한 정교하고 매우 큰 구조물에 이르기까지 다양할 수 있다.

브로드 크레스트

널빤지 보는 물이 수로 폭의 대부분 또는 전부를 덮는 볏을 통과하는 평평한 널빤지 구조입니다.이것은 전 세계에서 발견되는 가장 흔한 종류의 보입니다.

컴파운드

복합 보는 여러 개의 다른 설계로 구성된 보를 말합니다.그들은 강에서 구조물을 우회해야 하는 여러 명의 사용자가 있는 장소에서 흔히 볼 수 있다.일반적인 디자인은 보의 길이 대부분을 넓게 받쳐놓고 있지만 보가 멈추거나 작은 배와 물고기가 구조물을 통과할 수 있도록 '열린' 부분이 있는 것이다.

V노치

노치 보는 패널에 절단된 특정 노치(종종 V자 모양)를 제외하고 물리적 장벽이 수위보다 상당히 높은 보입니다.정상 유량 시에는 모든 물이 노치를 통과해야 하므로 유량 계산이 간단하며, 홍수 시에는 구조물을 변경하지 않고 수위가 상승하여 보를 잠길 수 있습니다.

다항식

다항식 보는 임의의 차수 [11]n의 다항식 방정식으로 정의된 형상을 가진 보입니다.실제로 대부분의 보는 저차 다항식 보입니다.예를 들어 표준 직사각형 보는 0차 다항식 보입니다.삼각(V-노치) 보와 사다리꼴 보는 1차입니다.고차 다항식 보는 헤드-방류 관계의 광범위한 범위를 제공하며, 따라서 호수, 연못 및 저수지의 출구에서 흐름을 더 잘 제어한다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

인용문

  1. ^ "the definition of weir". Dictionary.com. Archived from the original on 2017-03-04. Retrieved 2017-03-03.
  2. ^ "Weir". www.etymonline.com. Online Etymology Dictionary. Archived from the original on 19 March 2017. Retrieved 20 May 2017.
  3. ^ "Weirs – Flow Rate Measure". www.engineeringtoolbox.com. Archived from the original on 2017-03-04. Retrieved 2017-03-03.
  4. ^ "Factors affecting weir flow measurement accuracy". openchannelflow.com. Archived from the original on 30 July 2016. Retrieved 2 May 2018.
  5. ^ Shen 1981, 페이지 B31, Equ 6
  6. ^ Tummers et al. 2016, 페이지 183-194.
  7. ^ Silva et al. 2017, 페이지 291–302.
  8. ^ Michael Robinson; Robert Houghtalen. "Dangerous dams". Rhode Island Canoe/Kayak Association. Rhode Island. Archived from the original on 2010-08-12. Retrieved 2011-06-26.
  9. ^ Ohio DNR Division of Parks and Watercraft Boating. "Lowhead Dam Safety". watercraft.ohiodnr.gov. Archived from the original on 30 November 2016. Retrieved 2 May 2018.
  10. ^ "Archived copy". Archived from the original on 2018-05-02. Retrieved 2017-06-15.{{cite web}}: CS1 maint: 제목으로 아카이브된 복사(링크) 로우헤드 댐 탈출
  11. ^ Baddour 2008, 페이지 260-262.

인용된 작품

추가 정보

외부 링크