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우리나라 하천에는 도로나 수중보 등 다양한 목적을 위하여 하천을 횡단하는 시설물이 많이 설치되어 있으나, 이들 시설물에 대하여 우리나라 하천실무에서는 대부분 1차원 부등류 모형을 이용하여 개략적인 홍수위 및 단면평균 유속 분석만을 통해 설계가 이루어지고 있다. 이는 횡단구조물 지점 및 상·하류지점에서 횡단구조물에 의한 홍수위 상승으로 인한 월류피해, 과도한 ...

우리나라 하천에는 도로나 수중보 등 다양한 목적을 위하여 하천을 횡단하는 시설물이 많이 설치되어 있으나, 이들 시설물에 대하여 우리나라 하천실무에서는 대부분 1차원 부등류 모형을 이용하여 개략적인 홍수위 및 단면평균 유속 분석만을 통해 설계가 이루어지고 있다. 이는 횡단구조물 지점 및 상·하류지점에서 횡단구조물에 의한 홍수위 상승으로 인한 월류피해, 과도한 국부유속의 발생으로 인한 구조물 파괴 등의 피해를 초래하는 원인이 되기도 하며, 한편으로는 과다한 안전율을 고려함으로써 경제적인 손실을 초래하기도 한다. 따라서, 본 연구에서는 대표하천구간을 선정하여 하천횡단물이 있는 구간에 범용 2차원 유한요소모형의 적용성을 검토하였으며, 2차원 유한요소모형을 이용하여 횡단구조물에 의한 하천흐름 변화를 분석하고자 하였다. 만곡부 및 복잡한 하상지형을 갖는 하천구간에 대해 2차원 흐름모형과 일차원 모형을 비교한 결과, 비교적 하상지형의 변화가 크지 않은 구간에서는 유사한 결과를 얻을 수 있었으나, 급확대가 발생하는 지점과 하상지형이 크게 변화하는 구간에 대해서는 1차원 모형의 결과가 다소 과대 산정하는 경향이 있었으며, 좌·우안 수위차가 크게 발생하는 만곡부 구간에서의 정확한 수위 및 유속해석을 위해서는 이차원 모형을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.하천횡단 구조물은 구조물이 위치하는 구간에서의 과도한 유속의 변화 및 수위변화를 초래할 뿐만 아니라 상류단에 대한 홍수위를 상승시킴으로써 상류단의 월류피해, 구조물이 위치한 구간에서 수류에 의한 횡단구조물 자체의 파괴 및 타 구조물의 파괴를 초래할 수 있으므로

Abstract ▼ AI-Helper

In practice, most of the river design are simply based on the analysis of flood-level and cross-sectional average flow velocity estimated by using one-dimensional non-uniform flow model, even though there are many river crossing structures such as bridge and broad crest weir in Korea. These structur...

In practice, most of the river design are simply based on the analysis of flood-level and cross-sectional average flow velocity estimated by using one-dimensional non-uniform flow model, even though there are many river crossing structures such as bridge and broad crest weir in Korea. These structures cause many problems including overflow due to flood-level increase and structural damage due to excessive local velocity at the sites where the river-crossing structures are located. On the other hand, conservative design may induce some economic losses when safety factor is overestimated. Therefore, in this study, applicability of universal two-dimensional finite element model for the reaches where river-crossing structures locate is reviewed. Also, river flow changes due to those structures are analyzed by using the model. /According to the comparison between two-dimensional and one-dimensional models for the river reaches which have meandering and complicated riverbed morphology, a similar result can be obtained from both models when the riverbed morphology change is simple. However, for the reaches where sudden expansion occurs and riverbed morphology changes considerably, the flood-level by the one-dimensional model tends to be overestimated. Also, it is found that the two-dimensional model is more suitable for the analysis of exact water-level and velocity estimation for the meandering reaches where there is relatively big differences in water-level between left and right sides./As the results, it is recommended to use two-dimensional model when there are various river-crossing structures, since these structures can cause not only excessive flow velocity and water-level change, but also overflow damages in upstream area due to flood-level increase and direct structural damages. Even though additional cost may be expected when using the two-dimensional model compared to the one-dimensional model, it is recommended to use the two dimensional model in the aspect

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