Experimental Comparison and Analysis of Measurement Results Using Various Flow Meters

유량측정 기기별 측정성과에 대한 실험적 비교분석

Discharge data examine the process of hydrologic cycle and used significantly in water resource planning and irrigation and flood control planning. However, it needs lots of time and money to get the discharge data. So discharge rating curve is usually used in converting discharge data. Therefore reliability of discharge rating curve absolutely depends on quality of discharge data. Many engineers who study hydrologic engineering make high quality discharge data to develop reliable discharge rating curve. And they carry out research on standard and method of discharge measurement, and equipment improvement. Now various flow meters are utilized to make discharge data in Korea. However, accuracy of equipment and experimental research data from measurement are not enough. In this paper, constant discharge flowed through standard concrete channel, and the velocity is measured using various flow meters. Also Discharge is calculated by measured data to compare and analyze. The equipment for the experiment is Price AA(USGS Type AA Current meter), flow meter, ADC, C2 small current meter, flow tracker, Electromagnetic current meter. The discharge got form various flow meters which are widely used for discharge measurement. The various depths of water were examined and compared such as 0.30 m, 0.35 m, 0.40 m, 0.45 m, 0.50 m, 0.55 m. The experiment progresses a round-measurement on 6-case. Wading measurement(one point method : the 60 % height in surface of the water) was applied to improve creditability and accuracy among measurement methods. USGS Type AA current Meter, Flow Meter, ADC, C2 Small Current meter got the certificate of quality guaranteed. So the results of experiment were used to compare discharge. The Results showed the difference based on USGS Type AA current Meter at average discharge and velocity. Electromagnetic current meter made differences over $\pm$ 10 % and Flow Meter made differences under $\pm$ 10 %. Also ADC, Flow Meter, C2 Small Current meter made differences under $\pm$ 5 %.

유량자료는 물의 순환과정을 규명하고 효율적인 수자원 개발 및 이수 치수 계획 등에 매우 귀중하게 이용된다. 그러나 이러한 유량자료를 확보하는데 많은 시간과 경비 등이 요구되기 때문에 주요 수위에서 유량자료는 수위-유량관계곡선식(Stage-Discharge Curve)을 개발하여 유량을 산정하고 있다. 따라서 수위-유량관계곡선식의 신뢰도는 유량자료의 품질에 절대적인 영향을 미치는 요인으로 작용된다. 수문학을 전공하고 연구하는 많은 학자들은 고품질의 유량자료를 생산하여 신뢰성 있는 곡선식을 개발하고자 유량측정 방법과 기준, 장비개발 및 개량 등에 관한 연구를 수행하고 있다. 현재 국내에서는 다양한 유량측정기기를 사용하여 유량자료를 생산하고 활용하고 있으나, 측정기기별 정확도 및 실험적 측정성과에 대한 연구자료가 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 규격화된 콘크리트 수로에 일정한 유량을 흘려보내는 조건에서 다양한 측정기기를 이용하여 유속을 측정하였다. 그리고 이 측정성과를 이용하여 유량을 산정하고 비교분석하였다. 실험을 위해서 국내에서 일반적으로 사용되고 있는 측정기기로 프라이스 유속계(USGS Type AA Current Meter), 휴대용 유량계(Flow Meter), 초음파식 디지털 유속계(ADC), C2 유속계(C2 Small Current Meter), 플로우 트렉커(Flow Tracker), 마그네틱 유속계(Electromagnetic Current Meter) 등의 장비를 사용하여 유량을 산정하였으며, 각 기기별 산정된 유량을 비교 분석 하였다. 비교검토에 적용하고자 측정한 수심으로는 0.30 m, 0.35 m, 0.40 m, 0.45 m, 0.50 m, 0.55 m의 왕복측정 6-Case로 진행이 되었으며, 신뢰성과 정확도를 높이기 위해 도섭법으로 수면에서 0.6d 지점의 유량측정방법(1점법)을 적용하였다. USGS Type AA Current Meter, Flow Meter, ADC, C2 Small Current Meter는 유속측정기기의 검교정을 받았으므로 다른 실험유량측정치의 비교를 위한 기준값으로 사용하였다. 따라서 국내에서 널리 사용되는 측정기기(USGS Type AA Current Meter, Flow Meter, ADC, C2 Small Current Meter, Flow Tracker, Electromagnetic Current meter)별 검토 결과 평균유량 및 평균유속에 있어 프라이스 유속계를 기준으로 마그네틱 유속계 $\pm$ 10 % 이상, 플로우 트렉커 $\pm$ 10 % 미만, 휴대용 유량계, 초음파식 디지털 유속계 및 C2 유속계는 $\pm$ 5 % 미만의 차이가 있음을 확인할 수 있었다.