수치모의를 통한 침사지에서의 흐름 및 침사효율 해석
Numerical analysis of flow and settling efficiency in a sedimentation basin
김대근 1 ․김성만1 1 ․박원철 2＊
Kim, Dae Guen
1＊․Kim, Sung Man
1․Park, Won Cheol
21 목포대학교 공과대학 토목공학과, 2 한국수자원공사 해외사업처
(2010년 11월 4일 접수 ; 2010년 12월 8일 수정 ; 2010년 12월 10일 채택)
Abstract
This paper has assessed the flow patterns and settling efficiency in the sedimentation basin using the particle tracking method of the CFD code and has reached the following conclusions: In the original design where no baffle is installed in the sedimentation basin, a large recirculating area where the flow stagnates is created in the right side of the sedimentation basin, with most of the particles moving to the left side of the sedimentation basin following the flow. This biased flow structure in the sedimentation basin reduces the residence time of particles and thereby undermines settling efficiency. The biased flow toward the left side of the sedimentation basin is alleviated by installing a baffle in the sedimentation basin, promptly reducing the fast flow of over 0.7 m/s in the inlet of the sedimentation basin to the rate below 0.2 m/s. In this paper’s simulation conditions, if a one-sided baffle is to be installed in the sedimentation basin, placing it 15 meters away from the basin’s inlet leads to the best settling efficiency; it has also been analyzed that installing a two-sided baffle—rather than a one-sided one—is a better option in terms of settling efficiency. The highest settling efficiency of 96.2% is achieved when the underwater length of the two-sided baffle is set at 8 meters.
Key words : settling efficiency, sedimentation basin, particle tracking method, one-sided baffle, two-sided baffle
주제어 : 침사효율, 침사지, 입자추적기법, 일방향 baffle, 양방향 baffle
＊Corresponding author Tel:+82-61-450-2476, Fax:+82-61-450-2476, E-mail: [email protected](Kim, D.G.)
1. 서 론
수력발전소의 발전용수 공급 또는 화력 및 원자력발전소 의 냉각수 취수 과정에서 일정량 이상의 유사가 유입되면, 발전기 및 펌프의 임펠러 마모 등을 유발하는 원인이 된다.
특히, 유사의 농도가 높은 지역에 수력발전소를 설치하는 경우에는 취수로에 유사의 침강 및 퇴적을 유도하는 침사지
(sedimentation basin)를 설치하여 물 속에 포함된 유사를 분리, 제거하여야 한다. 침사지에서는 중력에 의한 유사의 침강성을 이용하여 주어진 체류시간동안 유사를 침전 제거 하는 공정이므로, 침사지의 침사효율(settling efficiency) 을 높이기 위해서는 침사지 내의 흐름이 정온해야 하며 침 사지 전체 단면적이 모두 통수단면으로 이용될 수 있도록 와류와 같은 편향된 흐름이 제어되어야 한다. 또한 침사지
의 규모는 경제적 측면과 지형적 측면에서 제한을 받기 때 문에 무작정 그 규모를 키울 수는 없다. 따라서 취수관로에 서 침사지로 유입되는 흐름이 편향되고 빠른 유속을 가진 흐름이라면, 침사지 단면에 걸쳐 균일한 흐름분포를 유도할 수 있도록 적절한 보조구조물을 설치하여 침사효율을 높이 는 것이 필요하다.
선우중호와 박창근(1995)은 네팔의 Modi Khola 수력발 전소에 설치되는 침사지의 수리모형실험을 통해 침사효율 을 평가한 바 있다. 침사지의 유입부에서는 통상 통수단면 의 급격한 변화가 생기므로 침사지 초입에서 불규칙한 와류 가 형성되는 등 침사효율에 불리한 유황이 형성되므로 이의 제어가 중요함을 지적하였다. 침사지의 유황을 개선하기 위 하여 baffle을 설치하는 경우가 있는데, baffle은 그 설치방 법에 따라 Fig. 1과 같이 2가지 형태로 구분된다. baffle의 저면부를 통해서만 유량이 통과할 수 있는 형태를 일방향 baffle이라 하며, baffle을 사이에 두고 수표면과 저층을 통 해 유량이 통과할 수 있는 형태를 양방향 baffle이라 한다.
통상 양방향 baffle이 설치된 경우가 일방향 baffle이 설치 된 경우에 비해 흐름의 재순환영역 규모가 작게 형성되는 것으로 알려져 있다.
(a) 일방향 baffle
(b) 양방향 baffle
Fig. 1. baffle의 형태 구분
건설교통부(1997)는 장방형침전지에 대해 일방향 baffle 설치 여부에 따른 침전효율을 평가하기 위하여
x-z
2차원 수치모의를 수행하였다. 모의결과 일방향 baffle의 수중길이는 전체 수심의 약 0.40~0.55 정도일 때 침전효율 이 가장 좋은 것으로 분석되었다. Singh 등(2007)은 수력 발전소에 발전용수를 공급하기 위한 침사지의 설계에 수리 모형실험과 함께 수치모형을 함께 이용하여 침사효율을 높 일 수 있는 각종 대안의 평가에 이용하였다. 노성진(2000) 은 범용 CFD 코드인 FLUENT를 이용하여, 정수장의 침전지 내 흐름을 수치모의하고 침전효율을 평가하였다.
본 연구는 현재 설계 중에 있는 국외 수력발전소의 발전 용수에 다량으로 함유된 유사를 제거하기 위하여 설치할 계 획으로 있는 침사지의 침사효율을 높이기 위한 각종 대안을 평가하기 위하여 수행한 연구이다. 본 연구에서는 CFD 코 드의 입자추적(particle tracking)기법을 이용하여 침사지 에서의 흐름양상과 침사효율을 평가하였으며, 이를 통해 최 대의 침사효율을 달성할 수 있는 baffle의 설치위치를 제안 하였다. 또한 일방향 baffle과 양방향 baffle의 흐름양상과 침사효율을 비교, 평가하였다.
2. 연구방법
2.1 수학적모형
본 연구에서 사용한 CFD 코드인 FLOW-3D에서 질량 의 sink/source가 없는 비압축성 유체의 흐름을 해석하기 위하여 사용하는 지배방정식은 직교좌표계(
)에서 의 다음과 같은 RANS(Reynold-Averaged Navier- Stokes Equation)이다(Flow Science, 2007).
(1)
(2)여기서
는 시간,
는 방향의 속도,
는 물의 밀도,
는 압력,
는 중력, 점성력 등과 같은 외력이다. 그리고
는 계산격자의 체적 중 유체가 차지하는 점유율이며,
는 계 산격자 각 방향의 유체가 흐를 수 있는 면적의 점유율이다.물과 공기의 경계인 자유수면을 모델링하기 위하여 VOF(volume of fluid)함수,
를 정의하여 사용하 는데, 함수의 값이 1인 경우는 검사체적에 물이 가득한 상태 를 의미하고 자유수면에서는 함수의 값이 0과 1사이의 값을 가진다.
의 계산을 위하여 다음 식이 사용된다.
(3)여기서
는 VOF함수의 확산항이다. 흐름의 난류는 RNG 모델을 이용하여 해석하였다(Yakhot, 1992).유체의 흐름 속에서 질량을 가진 입자(mass particles) 의 운동은 흐름과 입자간의 속도차에 의한 항력, 입자에 작 용하는 중력 등 입자에 작용하는 외력과 입자의 관성력간의 상호 관계를 설명하는 운동방정식에 의해 결정된다. 유체의
Fig. 2. 계획 중인 수력발전소의 본댐 및 침사지의 평면도
Fig. 3. 침사지의 평면도와 종단도
흐름은 입자의 운동에 영향을 미치며, 입자의 운동에 의해 흐름이 영향을 받을 정도로 입자의 운동량이 충분히 큰 경 우에는 흐름과 입자의 운동을 동시에 연계하여 해석해야 한 다. 본 연구에서는 침사지에서의 유사 운동을 해석하기 위 하여 유체의 흐름과 입자의 운동을 상호 연계하여 해석하였 다. 본 연구에 사용된 입자추적기법의 흐름 속 입자의 운동 을 지배하는 방정식은 Flow science(2007)에 구체적으로 제시되어 있다.지배방정식은 유한차분법을 이용하여 이산화되며, 격자 계의 구성시 격자망과 지형은 독립적으로 입력되며 특히, FAVOR(fractional area and volume obstacle representation)기법을 사용함으로써 유한체적법의 접근 방법으로 해석된다. 지배방정식의 차분식은 운동방정식의 압력항과 연속방정식의 유속항을 제외하면 모두 양해법으 로 차분된다. 연속방정식을 만족하도록 압력항을 계산하 기 위해서는 SOR(successive over relaxation)법, SADI (special-alternating line implicit)법, GMRES
(generalized minimum residual)법을 사용할 수 있다. 본 연구에서는 대부분의 문제에서 계산이 정확하고 효율적인 것으로 알려진 GMRES법을 이용하였다. 계산절차는 (1) 운동방정식을 양해법으로 풀어서 각방향의 유속을 계산 (2) 연속방정식을 만족하도록 운동방정식의 압력과 유속을 반복 계산 (3) 자유수면, 난류특성을 계산하는 순서로 이루 어진다. 계산시간 간격은 수치모형의 안정조건을 만족하도 록 자동으로 조정된다.
2.2 침사지 수리설계 및 수치모형의 적용
2.2.1 침사지 수리설계Fig. 2는 국내에서 설계 중에 있으며, 국외에 설치예정인 유역변경식 수력발전소의 본댐 및 침사지의 평면도이다. 이 곳에 흐르는 하천 유량에는 히말라야의 빙산지역에서 발생 하는 다량의 유사가 포함되어 있어 발전용 터빈의 마모와 같은 피해를 방지하기 위하여 침사지의 설치가 필요한 것으 로 검토되었다. Fig. 3은 이 곳에 설치계획인 개수로 형태의
Fig. 4. 침사지의 단면도 Fig. 5. 침사지의 형상과 경계조건
V형 침사지의 평면도와 종단도이다. 지형여건상 취수로가만곡되어 있기 때문에 침사지 유입부에 재순환영역이 형성 되어 침사효율을 감소시키는 요인으로 작용할 것으로 추정 된다.
침사지에서 처리해야 할 유사의 최소입경은 기존에 설치 되어 운영되고 있는 수력발전소의 사례를 참조하면 통상 직 경 0.2~0.3mm의 범위에 있으며, 본 연구에서는 처리해야 할 유사 입자의 최소입경을 0.2mm로 선정하였다. 유사 입 자의 밀도는 2,650kg/m3이다. 침사지의 설계유량은 153m3/s이며, 운영수위는 El. 760~765m이다. 침사지는 2지로 구성되어 있으며 각각의 제원은 폭 28.0m, 높이 27.25m, 길이 135.0m이다. Fig. 4는 설계된 침사지의 대 표단면 형상이다.
2.2.2 수치모의 조건
본 연구에서는 2.2.1절에 제시된 침사지의 흐름양상과 침 사효율을 평가하기 위하여 2지의 침사지 중 하나의 침사지 를 재현하였다. Fig. 5는 수치모의를 위해 재현된 침사지의 형상과 경계조건을 도시한 것이다. 좌측 유입부에는 수위경 계조건을 부여하였는데, 침사지의 최저 운영수위인 El.
760m를 경계조건으로 부여하였다. 우측 유출부에는 유량 경계조건을 부여하였는데, 침사지 1지의 설계유량인 76.5m3/s가 침사지에서 유출되는 조건을 부여하였다. 침사 지 바닥면과 측벽 등 구조물은 벽면경계로 무활(no-slip) 경계조건을 부여하였다. 모의구간의 상부면은 대칭경계조 건을 부여하였으나, 경계면과 물 사이에는 대기압의 공기층 이 존재하고 있어, 물의 흐름은 경계조건의 영향을 받지 않 는다. 벽면에서의 난류경계치를 산정하기 위해서 벽함수를 사용하였다. 윤용남(2002)에 의하면 콘크리트 표면의 상 당조도는 표면처리 여부에 따라 0.305~3.05mm의 값을
가진다. 여기에서는 비교적 매끄러운 콘크리트 표면의 상당 조도에 해당하는 0.5mm를 사용하였다. 초기조건으로는 침 사지의 최저 운영수위인 El. 760.0m를 전체 계산영역에 부 여하였으며, 나머지 조건은 모두 0으로 놓았다.
계산결과의 수렴여부는 흐름의 운동에너지, 난류운동에 너지, 유입 및 유출유량의 수렴여부를 이용하여 판단하였 다. 본 연구에서는 이상의 수렴조건을 만족하도록 처음 1,000초 동안 흐름장을 모의하였다. 그리고 1,000초 후 침 사지의 흐름이 정상상태에 도달한 후, 취수로 말단부에 입 경 0.2mm, 밀도 2,650kg/m3인 유사 입자 27,000개를 균 일하게 투입하여 입자의 이동을 추적하였다. 유입부에 투입 된 입자는 중력과 물의 흐름에 따라 대부분 침사지 바닥에 침강되나, 일부는 유출부를 통해 침사지를 벗어나게 된다.
본 연구에서는 전체 투입된 유사 입자의 개수 중에서 침사 지에 침강되는 입자의 백분율을 침사효율로 정의하였다.
본 연구에서는 Fig. 5의 baffle 설치위치 및 형태에 따라 Table 1과 같은 경우에 대하여 수치모의를 수행하고 흐름 양상 및 침사효율을 비교, 분석하였다. baffle의 수중길이는 Fig. 4에 제시된 침사지의 평균수심(약 15.6m)에 대해, 전 체 수심의 약 0.39~0.58배를 적용하였다. 일방향 baffle의 경우 전체 수심의 약 0.40~0.55배 정도일 때 침사효율이 가장 좋은 것으로 알려져 있다(건설교통부, 1997).
3. 모의결과
3.1 원안설계에 대한 모의결과
원안설계는 침사지에 baffle을 설치하지 않은 경우이다.
Fig. 6은 원안설계에 대한 흐름양상이다. (a)는 평면유속분 포로, 취수구를 통해 침사지로 유입된 흐름이 침사지의 좌 안측으로 편향되면서 침사지의 우안측에는 흐름이 정체되
구분 baffle의 형태 baffle 설치위치, L (m) baffle 수중위치 및 수중길이 비고
Case 1 baffle 없음 - - 원안설계
Case 2 1
일방향 baffle
10
El. 753m ～ 760m, 7m
2 15
3 20
4 25
Case 3 1
양방향 baffle
15 El. 752 ～ El. 758m, 6m
2 15 El. 751 ～ El. 758m, 7m
3 15 El. 750 ～ El. 758m, 8m
4 15 El. 749 ～ El. 758m, 9m
Table. 1. 모의조건
(a) 평면유속분포(at El.754.6m) (b) 우안측 연직유속분포(at y=-6.0m)
(c) 중앙 연직유속분포(at y=0.0m) (d) 좌안측 연직유속분포(at y=6.0m)
Fig. 6. 원안설계에 대한 흐름양상 (Case1)
는 사수역이 형성되고 있다. (b), (c), (d)는 침사지의 우안, 중앙, 좌안측의 연직유속분포로, 침사지의 우안측은 사수역 이 형성되어 흐름의 통수단면적에 기여하지 못하고 있음을 알 수 있다. 우안측에 형성되는 사수역으로 인해 침사지에 유입된 유량의 대부분은 침사지의 좌안측으로 흐르면서, 침 사지 유입부에서 형성된 약 0.7m/s내외의 고유속이 침사지 의 하류부까지 전파되는 양상을 보이고 있다. 이러한 침사 지에서의 흐름구조는 입자의 체류시간을 감소시키고 침사 효율을 떨어트리는 요인이 된다.
Fig. 7은 원안설계에 대한 침사지에서의 평면 및 종단상 입자의 이동양상을 도시한 것이다. 입자의 컬러는 평면상에 서는 입자의 연직위치를, 종단상에서는 입자의 평면위치를
나타낸다. (a)는 입자가 침사지에 유입된 후 100초가 경과 된 상태인데, 대부분의 입자가 편향된 흐름을 따라 침사지 의 좌안측으로 이동하는 양상을 보인다. 이후 시간이 흐르 며 흐름을 따라 하류로 이동하면서 침강, 퇴적하는 입자의 이동양상을 잘 보여주고 있다. 원안설계의 침전효율은 81.59%로 나타났다.
3.2 일방향 baffle 설치에 따른 모의결과
Fig. 8은 일방향 baffle이 유입구에서 15m 떨어진 곳에 설치된 경우인 Case 2-2에 대한 흐름양상이다. (a)는 평 면유속분포로, Case 1에서 확인되었던 좌안측으로 편향되 었던 흐름을 완화시킬 수 있으며, 유입부의 0.7m/s이상의
(a) 시간 = 100초
(b) 시간 = 400초
(c) 시간 = 700초
(d) 시간 = 1,000초
Fig. 7. 원안설계의 평면 및 종단상 입자 이동 양상 (Case1)
(a) 평면유속분포(at El.754.6m) (b) 우안측 연직유속분포(at y=-6.0m)
(c) 중앙 연직유속분포(at y=0.0m) (d) 좌안측 연직유속분포(at y=6.0m)
Fig. 8. 일방향 baffle 설치시의 흐름양상 (Case2-2)
(a) 시간 = 100초
(b) 시간 = 400초
(c) 시간 = 700초
(d) 시간 = 1,000초
Fig. 9. 일방향 baffle 설치시의 평면 및 종단상 입자 이동 양상(Case2-2)
고속흐름을 신속하게 0.2m/s이내의 유속으로 감소시켜 주 고 있음을 확인할 수 있다. (b), (c), (d)는 침사지의 우안, 중앙, 좌안측의 연직유속분포로, Case 1에 비해 침사지의 전체 단면이 거의 동일하게 흐름의 통수단면적에 기여하고 있음을 알 수 있다. 일방향 baffle의 저면을 통과한 흐름은 baffle 후면에서 수표면을 향한 상향류가 형성되고, 수표면 에서 baffle 방향으로 재순환영역이 형성되고 있다. 이러한 상향류는 입자를 수표면방향으로 상승시키는 역할을 하므 로 침사효율에 불리하게 작용할 것으로 판단된다.
Fig. 9는 Case 2-2에 대한 침사지에서의 평면 및 종단 상 입자의 이동양상을 도시한 것이다. baffle의 저면을 통과 한 입자들 중 일부는 수표면을 향하는 상향류를 따라 수표 면 방향으로 이동한 후 침강하는 양상을 보이고 있다. 그리 고 Case 1에 비해 침사지의 전체 단면에 걸쳐 입자가 골고 루 분포하고 있음을 알 수 있는데 이는 침사효율에 유리하 게 작용할 것으로 판단된다. Case 2-1, 2-2, 2-3, 2-4 의 경우 각각의 침사효율은 83.29%, 85.82%, 71.86%, 54.77%로, baffle은 유입구에서 15m 떨어진 곳에 설치하
는 것이 침사효율에 가장 유리한 것으로 분석되었다. 특히, baffle을 유입구에서 20m 이상 떨어진 곳에 설치하는 경우 에는 침사효율이 급격히 나빠지는데, 이는 baffle을 통과한 후에 입자가 충분히 침강할 수 있는 수평 이동거리가 확보 되지 못하기 때문인 것으로 판단된다.
3.3 양방향 baffle 설치에 따른 모의결과
Fig. 10은 양방향 baffle이 유입구에서 15m 떨어져 있으 며 baffle의 수중길이가 7m인 경우인 Case 3-2에 대한 흐름양상이다. (a)는 평면유속분포로, 좌안측으로 편향되었 던 흐름을 완화시킬 수 있으며, 유입부의 0.7m/s이상의 고 속흐름을 신속하게 0.2m/s이내의 유속으로 감소시켜 주고 있음을 확인할 수 있다. (b), (c), (d)는 침사지의 우안, 중 앙, 좌안측의 연직유속분포로, Case 1에 비해 침사지의 전 체 단면이 거의 동일하게 흐름의 통수단면적에 기여하고 있 음을 알 수 있다. 일방향 baffle에서는 저면을 통과한 흐름이 baffle 후면에서 수표면을 향한 상향류와 재순환영역 형성 의 원인이 되었다. 그런데 양방향 baffle에서는 baffle을 사
(a) 평면유속분포(at El.754.6m) (b) 우안측 연직유속분포(at y=-6.0m)
(c) 중앙 연직유속분포(at y=0.0m) (d) 좌안측 연직유속분포(at y=6.0m)
Fig. 10. 양방향 baffle 설치시의 흐름양상 (Case3-2)
(a) 시간 = 100초
(b) 시간 = 400초
(c) 시간 = 700초
(d) 시간 = 1,000초
Fig. 11. 양방향 baffle 설치시의 평면 및 종단상 입자 이동 양상 (Case3-2)
Fig. 12. 침사효율 곡선
이에 두고 수표면과 저면을 통해 흐름이 통과하면서 수표면을 향하는 상향류를 억제하며, baffle의 후면에서 재순환영 역이 형성되고 있으나 일방향 baffle의 후면에서 형성되는 재순환영역에 비해서는 그 규모가 작게 나타나고 있다.
Fig. 11은 Case 3-2에 대한 침사지에서의 평면 및 종단 상 입자의 이동양상을 도시한 것이다. 침사지에 유입된 입 자 중 일부는 baffle을 통과하지 못하고 유입구와 baffle 사 이의 재순환영역에 포획되어 침강하는 양상을 보인다.
baffle의 수표면측과 저면측으로 통과한 입자는 일부 baffle 후면의 재순환영역에 포획되기도 하나, 대부분의 입 자는 침사지 전 단면을 효과적으로 이용하면서 하류로 이동 하며 침강, 퇴적하는 양호한 양상을 보이고 있다. Case 3-1, 3-2, 3-3, 3-4의 경우, 각각의 침사효율은 86.50%, 88.42%, 96.20%, 77.99%로 baffle의 수중길이 가 8m인 경우가 여러 대안 중에 가장 좋은 침사효율을 보이 고 있다.
Fig. 12는 시간이 진행함에 따라 침사지에 남아있는 유사 입자의 갯수를 도시한 것이다. Case 1의 경우에 입자가 제 일 먼저 침사지에서 유출되기 시작하여 짧은 시간동안 급격 히 유출되는 양상을 보이며, Case 3-3의 경우에 제일 늦게 입자가 유출되기 시작하여 상대적으로 긴 시간동안 유출되 는 양상을 보여주고 있다. 즉, 입자의 체류시간이 Case 3-3의 경우가 가장 길기 때문에 침사효율도 가장 높게 나 타나는 것으로 해석할 수 있다.
4. 결 론
본 연구에서는 국내에서 설계 중에 있는 국외 유역변경식 수력발전소의 발전용 취수구로 유입되는 침사지의 침사효 율을 높이기 위해 제시된 각종 대안을 평가하기 위하여, CFD 코드의 입자추적기법을 이용하여 침사지에서의 흐름 양상과 침사효율을 평가하였다. 본 연구를 통해 다음과 같 은 결론을 얻을 수 있었다.
1) 원안설계에 대한 검토결과, 취수구를 통해 침사지로 유 입된 흐름이 침사지의 좌안측으로 편향되면서 침사지의 우안측에는 흐름이 정체되는 사수역이 대규모로 형성된 다. 우안측에 형성되는 사수역으로 인해 침사지에 유입 된 유량의 대부분은 침사지의 좌안측으로 흐르면서, 침 사지 유입부에서 형성된 약 0.7m/s 내외의 고유속이 침 사지의 하류부까지 전파되는 양상을 보인다. 대부분의 입자가 이러한 편향된 흐름을 따라 침사지의 좌안측으 로 이동하는 양상을 보이는데, 이러한 침사지에서의 흐 름구조는 입자의 체류시간을 감소시키며 침사효율을 떨 어트리는 요인으로 작용한다.
2) 침사지에 baffle을 설치하여 검토한 결과, 침사지의 좌
안측으로 크게 편향된 흐름을 완화시킬 수 있었으며 유 입부의 0.7m/s이상의 고속흐름을 신속하게 0.2m/s 이 내의 유속으로 감소시킬 수 있었다. 일방향 baffle을 설 치한 경우에는 baffle의 저면을 통과한 흐름이 baffle의 후면에서 수표면을 향하는 상향류를 유발하게 되고 수 표면에서는 baffle 방향으로 재순환영역이 형성되는 요 인으로 작용하였다. 양방향 baffle에서는 baffle을 사이 에 두고 수표면과 저면을 통해 흐름이 통과하면서 baffle 후면에 재순환영역이 형성되나, 일방향 baffle의 후면에서 형성되는 재순환영역에 비해서는 그 규모가 작게 나타났다.
3) 본 연구의 모의조건에서 침사지에 일방향 baffle을 설 치하는 경우에 유입구에서 15m 떨어진 곳에 baffle을 설치하는 것이 침사효율의 측면에서 가장 유리한 것으 로 분석되었으며, 동일한 위치에 일방향 baffle보다는 양방향 baffle을 설치하는 것이 침사효율의 측면에서 유리한 것으로 분석되었다. 단, baffle을 유입구에서 20m 이상 떨어진 곳에 설치하는 경우에는 침사효율이 급격히 나빠지는데, 이는 baffle을 통과한 후에 입자가 충분히 침강할 수 있는 수평 이동거리가 확보되지 못 하기 때문이다.
4) 본 연구의 모의조건에서 양방향 baffle을 침사지의 유 입구에서 15m 떨어진 곳에 baffle의 수중길이를 8m 로 설치한 경우가 침사효율이 96.2%로 가장 높게 나 타났다. 즉, 양방향 baffle을 설치한 경우에 침사지에 머무르는 입자의 체류시간이 가장 길고 침사지의 전체 단면을 사용하기 때문에 침사효율이 가장 높은 것으로 분석되었다.
감사의 글
본 연구는 2009년도 정부(교육과학기술부)의 재원으로 한국연구재단의 지원을 받아 수행된 연구임(No. 2009- 0077855).
참고문헌
