문서번호	수처리연구과-1456
결재일자	2017.3.6.
공개여부	대시민공개
방침번호

				시 민
★주무관	수처리연구과장	수도연구부장		서울물연구원장
김태균	김승훈	최영준		03/06 정득모
협 조

신설 수유6배수지

전산유체흐름 해석결과

2017. 3.

서울물연구원

(수처리연구과)

☞ 해당사항이 있는 부분에 ‘ ■ ’ 표시하시기 바랍니다. (※ 비고 : 필요시 검토내용 기재)
구 분	사전 검토항목 점검 사항	검토완료	해당없음	비 고
시민 참여	● 시민 의견 반영 및 사업 참여 방안을 검토하였습니까? 예) 청책토론회, 설문조사, 시민공모 등	□	■
전문가 자문	● 관련 전문가 의견을 반영하였습니까? 예) 자문위원회 개최, 타당성 검토, T/F 운영 등	□	■
갈 등	● 이해 당사자 간 갈등발생 가능성을 검토하였습니까? 예) 주택가 공공주차장 조성, 택시 불법영업 단속 등	□	■
사회적 약자 배려	● 사회적 약자에 대한 배려를 검토하였습니까? 예) 여성, 아동, 장애인, 한부모 가정 등	□	■
선거법	● 공직선거법에 저촉 여부를 검토하였습니까? 예) 홍보물 배포, 표창수여, 경품지급, 기부행위 등	□	■
안전	● 시민 안전 위험요인과 안전대책을 검토하였습니까? 예) 장소·시설물 점검, 안전관리 인력확보 등	□	■
타 기관	● 타 기관 협의·협력(타 자원 활용 등)을 하였습니까? 예) 중앙부처, 타 지자체, 투자·출연기관, 민간단체 등	□	■
홍 보	● 사업홍보 방안을 검토하였습니까? 예) 보도자료, 기자 설명회, 현장 설명회 등	□	■
바른 우리말	● 서울시 행정 순화어 목록을 확인하였습니까? 예) 별첨, 첨부 ⇒ 붙임, 가이드라인 ⇒ 지침 등	■	□

신설

수유6배수지 전산유체흐름 해석결과

수유6배수지 도류벽 설치별로(장방향, 단방향) 유체흐름을 해석하고 최적설계(안) 산출결과를 보고드림

※ 전산유체흐름 해석 : 유동해석 프로그램(CFD)을 이용하여 배수지 내 유체흐름 분석

Ⅰ		개 요

추진근거 : 배수지 도류벽 설치(안) 전산유체 해석 요청 (계획설계과-578호)

- 수유6배수지 도류벽 설치안(장방향, 단방향)에 대한 유체흐름 해석

현   황 : 기존 배수지(3,000 m3)에 신규 배수지(3,100 m3) 건설

해석내용

- 배수지 내 유속분포 및 정체지역 분석

- 추적자을 이용한 체류시간 평가

구 분	1안 : 장방향 도류벽 배치	2안 : 단방향 도류벽 배치
시설 현황	ㆍ배수지용량 (3,100 m3) : B 21m x L 30m x H 5m x 1지 ㆍ일최대급수량 (12,167 m3) ㆍ체류시간 : 12시간
도류벽 배치(안)

추진과정

	배수지 현황분석	⇨	유체흐름해석 (CFD)	⇨	결과협의 및 제출
	▸현황 조사 ▸설계도 분석		▸도류벽 설계 및 격자구성 ▸정체지역, 체류시간 분석 ▸최적 설계안 산출		▸해석결과 토론 및 본부제출

Ⅱ		해석결과

유속흐름

구 분	1안 : 장방향 도류벽 배치	2안 : 단방향 도류벽 배치
유동해석 결 과 (수위 3m)	① ② ③ ④	① ⑤ ⑥ ③ ② ④
유속범위	1.4x10-5 ~ 0.72 m/s	1.2x10-5 ~ 0.73 m/s
평균유속	0.0057 m/s	0.0055 m/s

장방향과 단방향 도류벽 배치시 평균유속 차이는 0.0002 m/s 로 작지만

도류벽과 도류벽 또는 측면벽이 만나는 주변영역은 평균유속보다 낮아

(파란색) 정체지역 발생비율이 높아짐

배수지 도류벽 설치 시 물 흐름 회전지점이 증가할 수록 유속이 낮은 지점이 많음

⇒ 장방향 : 4번 (①,②,③,④); 단방향: 6번 (①,②,③,④,⑤,⑥)

‣ 정체지역 : 평균유속과 현저하게 차이가 나는 흐름으로 평균유속의 10% 미만 영역

- 정체지역 존재시 단락류가 생기고 배수지내 모든 공간을 통해 흐름이 진행되지         않아 체류시간 감소 (Thackston, 1987)

정체지역 분석

배수지 내 도류벽 설치 시 정체지역 최소화 필요

장방향 도류벽 배치(1안) 적용시 정체지역 4.4 ⇒ 2.4% 로 감소

구 분	1안 : 장방향 도류벽 배치	2안 : 단방향 도류벽 배치
정체 지역
정체비율(%)	2.4%	4.4%

※ 정체비율(%) = (평균속도 10% 미만 영역) / (배수지 흐름 영역)

추적자를 이용한 체류시간 평가

장방향 도류벽 배치시 체류시간 18분 증가 (489 ⇒ 507 분)

- 추적자를 배수지 입구에 주입하여 유출부에서 빠져나올 때까지의 시간 측정

장폭비 환산계수도 장방향이 0.7로 단방향보다 0.03 높음 (0.67 ⇒ 0.7)

구 분	1안 : 장방향 도류벽 배치	2안 : 단방향 도류벽 배치
추적자 흐름분포
수리학적 체류시간 (T, 분)	728 분	728 분
추적자 체류시간 (t10, 분)	507 분	489 분
장폭비 환산계수 (t10/T)	0.70	0.67

※ 수리학적 체류시간 (T) : 배수지 용량을 유입유량으로 나눈 값

※ 추적자 체류시간 (t10) : 누적 유출량이 전체 추적량의 10%가 될 때의 시간

※ 장폭비 환산계수 (t10/T) : 장폭비 환산계수 값이 증가할 수록 수리학적 효율이 높아짐

Ⅲ		결 론

장방향이 단방향 보다 정체지역은 감소되고, 체류시간은 향상됨

도류벽 설치시 시공성, 경제성 등을 종합 검토하여 최적안 선택. 끝.