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18.3 : 이동하고 변형되지 않는 제어 볼륨의 질량 보존

폭우 유수지 저류지는 폭우 시 유출을 관리하는 데 필수적이며, 특히 불투수성 표면이 홍수 위험을 증가시키는 도시 지역에서 그렇습니다. 이러한 시스템에서 질량 보존을 이해하면 엔지니어가 유입, 유출 및 물 저장을 균형 있게 조절하여 유역 성능을 최적화할 수 있습니다.

저류지의 맥락에서 질량 보존은 유역으로 유입되는 물의 총 질량이 유역을 빠져나가는 질량과 유역 내에 축적된 물의 질량과 같아야 함을 나타냅니다. 제어 볼륨은 유역 내부의 물로 구성되며 경계는 유역 벽, 유입 파이프 및 유출 구조로 정의됩니다. 강우 시 유입은 파이프를 통해 발생하고 유출은 설계된 배출구를 통해 발생합니다. 질량 수지 방정식은 다음과 같이 표현됩니다.

Equation 1

여기서

in 은 질량 유입률이고,

out  은 질량 유출률이고,

Equation 1 제어 볼륨 내부의 질량 변화를 나타냅니다.

폭우 시 유입률이 유출률을 초과하는 경우가 많아 유역에 물이 축적됩니다. 엔지니어는 물의 방출을 관리 가능한 속도로 제어하여 하류 시스템이 과부하되지 않도록 유출 구조를 설계해야 합니다. 폭풍이 가라앉고 유입이 감소함에 따라 축적된 물이 점차적으로 방출됩니다. 유출 속도는 일반적으로 수위가 상승함에 따라 증가하도록 설계되어 방출에 대한 제어를 유지하기 위해 미리 결정된 배출 곡선을 따릅니다.

유수지의 일시적으로 물을 저장할 수 있는 능력은 홍수 방지에 중요합니다. 적절하게 설계된 유수지는 가장 강렬한 폭풍우가 발생하더라도 물이 통제된 방식으로 방출되도록 하여 오버플로 또는 구조적 고장을 방지합니다.

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Conservation Of MassStormwater Detention BasinsRunoff ManagementFlooding RiskInflow RateOutflow RateMass Balance EquationWater StorageControl VolumeOutflow StructuresFlood PreventionDrainage DesignWater AccumulationDischarge Curves

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