[수리수문학] 세굴심 계산 방법 및 공식

하천 및 해상 등 수상 교량은 물의 흐름으로 인해 지반이 깎인다. 그래서 지반이 깎인 깊이를 계산하고 감소할 수 있도록 해결방안이나 대책을 마련하는 것은 중요하다.

• 세굴: 강, 해수의 흐림이나 파랑에 의하여 댐, 교각, 방파제, 방조제와 같은 수리 구조물 또는 인접한 지형의 국부적인 침식
• 세굴심: 물이 흐르면서 지반이 깎인 깊이
• 세굴심 계산 방법: 교각 주위의 국부 세굴량은 [하천설계기준 37.3.2]에 규정된 CSU공식을 적용하여 산정하되다른 공식 중   최소 2개 이상을 택하여 세굴량을 산출하고 세굴 깊이와 세굴폭에 대한 평가를 실시한 후 세굴량을 결정하도록 한다. (「도로교 설계편람 교량편(2008)」) 일반적으로는 4개의 대표적인 국부 세굴 산정 공식으로 계산한 세굴심을 평균낸다. 4개의 대표적인 국부 세굴 산정 공식은 다음과 같다. 2개를 사용할 때는 신뢰도가 높은 공식인 CSU공식과 Froehlich 공식을 사용한다.

1. Neil 공식

교각 전면의 수심은 교각 주변 둘레 수심을 의미한다. 이는 일반적인 수심과 같다고 가정하여 계산 가능하다. (「조석환경에서의 교각 세굴 방지공법」 참고)

2. C.S.U(Colorado State University) 공식

구조물 설치 시 직상류부수심은 하천 위까지의 수심을 의미한다. 이는 일반적인 수심으로 가정하여 계산 가능하다.

(「조석환경에서의 교각 세굴 방지공법」 참고)

CSU공식의 보정계수 4개는 다음과 같다.

하상 조건에 따른 보정계수는 정적세굴과 동적세굴인지 먼저 계산하여야 한다. 평탄하상및 역사구흐름~큰 사구는 동적 세굴에 해당한다. (「교량 하부세굴평가 및 점검방법」 참고)

 

3. Lausen 공식

4. Froehlich 공식

• 계산 예시

→평균 5.568(m)

계산 시 b를 우변으로 이항시키거나 X=Y로 가정하여 계산한다.