일반적으로 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 하천의 수위 변화를 고려할 수 있는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 대한 수리실험과 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 강변저류지의 홍수조절효과 분석 결과에 대한 신뢰도를 확신하기가 어려웠다. 따라서 본 연구에서는 강변저류지 홍수조절효과 분석에 주로 사용하고 있는 HEC-RAS 모형의 적용성을 검토하기 위해...
일반적으로 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 하천의 수위 변화를 고려할 수 있는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 대한 수리실험과 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 강변저류지의 홍수조절효과 분석 결과에 대한 신뢰도를 확신하기가 어려웠다. 따라서 본 연구에서는 강변저류지 홍수조절효과 분석에 주로 사용하고 있는 HEC-RAS 모형의 적용성을 검토하기 위해 직사각형 단면을 갖는 직선수로에서 실시한 부정류 수리실험을 통해 HEC-RAS 수치모형의 부정류 수치모의 결과를 검증하고자 한다.
HEC-RAS의 정확도를 검증하기 위해 강변저류지가 없는 직선수로와 직선수로에 저류지가 설치된 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하였다. 특히 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 저류용량이 충분하여 횡월류부 흐름이 완전 횡월류만 발생하는 경우와 저류용량이 부족하여 불완전 횡월류도 발생하는 경우로 나누어 부정류 수리실험을 수행하였다.
부정류 수리실험과 HEC-RAS를 비교한 결과 강변저류지가 없는 경우 수위는 최대 2 %, 유량은 최대 4 % 오차를 보였다. 강변저류지가 있는 경우는 완전 횡월류만 발생할 때와 완전 횡월류와 불완전 횡월류가 모두 발생할 때로 나누어 HEC-RAS의 적용성 검토를 실시하였다. 우선 완전 횡월류만 발생할 때 수위는 최대 3 %, 유량은 최대 3.5 % 오차를 보였다. 그리고 완전 횡월류와 불완전 횡월류가 모두 발생할 경우 수위는 최대 5.1 %, 유량은 최대 4.4 % 오차를 보였다.
본 연구에 강변저류지 홍수조절효과 분석에 대한 HEC-RAS의 적용성을 검토한 결과 수위와 유량 결과가 최대 오차 5 %로 비교적 정확하게 계산하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 검토 조건인 직선수로에 설치된 강변저류지의 홍수조절효과를 분석하는데 있어 HEC-RAS가 신뢰할만한 결과를 제공할 것이라 판단된다. 향후 하천의 다양한 하도 형태를 고려하여 강변저류지의 홍수조절효과를 분석하기 위해서는 2차원 흐름이 지배적인 만곡수로에 설치되는 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 대한 HEC-RAS의 적용성 검토도 필요할 것으로 판단된다.
일반적으로 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 하천의 수위 변화를 고려할 수 있는 1차원 부정류 수치모형인 HEC-RAS를 가장 많이 사용하고 있다. 하지만 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 대한 수리실험과 모니터링 자료가 거의 없기 때문에 HEC-RAS를 이용한 강변저류지의 홍수조절효과 분석 결과에 대한 신뢰도를 확신하기가 어려웠다. 따라서 본 연구에서는 강변저류지 홍수조절효과 분석에 주로 사용하고 있는 HEC-RAS 모형의 적용성을 검토하기 위해 직사각형 단면을 갖는 직선수로에서 실시한 부정류 수리실험을 통해 HEC-RAS 수치모형의 부정류 수치모의 결과를 검증하고자 한다.
HEC-RAS의 정확도를 검증하기 위해 강변저류지가 없는 직선수로와 직선수로에 저류지가 설치된 경우에 대해 부정류 수리실험을 실시하였다. 특히 강변저류지가 설치되어 있는 경우는 저류용량이 충분하여 횡월류부 흐름이 완전 횡월류만 발생하는 경우와 저류용량이 부족하여 불완전 횡월류도 발생하는 경우로 나누어 부정류 수리실험을 수행하였다.
부정류 수리실험과 HEC-RAS를 비교한 결과 강변저류지가 없는 경우 수위는 최대 2 %, 유량은 최대 4 % 오차를 보였다. 강변저류지가 있는 경우는 완전 횡월류만 발생할 때와 완전 횡월류와 불완전 횡월류가 모두 발생할 때로 나누어 HEC-RAS의 적용성 검토를 실시하였다. 우선 완전 횡월류만 발생할 때 수위는 최대 3 %, 유량은 최대 3.5 % 오차를 보였다. 그리고 완전 횡월류와 불완전 횡월류가 모두 발생할 경우 수위는 최대 5.1 %, 유량은 최대 4.4 % 오차를 보였다.
본 연구에 강변저류지 홍수조절효과 분석에 대한 HEC-RAS의 적용성을 검토한 결과 수위와 유량 결과가 최대 오차 5 %로 비교적 정확하게 계산하는 것을 확인하였다. 따라서 본 연구의 검토 조건인 직선수로에 설치된 강변저류지의 홍수조절효과를 분석하는데 있어 HEC-RAS가 신뢰할만한 결과를 제공할 것이라 판단된다. 향후 하천의 다양한 하도 형태를 고려하여 강변저류지의 홍수조절효과를 분석하기 위해서는 2차원 흐름이 지배적인 만곡수로에 설치되는 강변저류지의 홍수조절효과 분석에 대한 HEC-RAS의 적용성 검토도 필요할 것으로 판단된다.
The 1-D numerical model, HEC-RAS is generally used to estimate the flood-control effects of a side?weir detention basin. However, the results of HEC-RAS have not been calibrated or validated with any experimental or monitored data for unsteady flow condition. Therefore, the purpose of this study is ...
The 1-D numerical model, HEC-RAS is generally used to estimate the flood-control effects of a side?weir detention basin. However, the results of HEC-RAS have not been calibrated or validated with any experimental or monitored data for unsteady flow condition. Therefore, the purpose of this study is to verify the results calculated by HEC-RAS through the experiments for unsteady flow with the straight rectangular channel for the feasibility analysis of HEC-RAS which is mainly used to evaluate the flood-control effect of the side-weir type detention.
To examine the HEC-RAS results for the case of flood-control effect of side-weir type detention basin, unsteady experiments were carried out. The experimental cases include unsteady flows in the straight channel with and without detention basin. Especially, for the case with detention basin, the experiment was designed to consider both the free flow and the submerged flow over the side weir.
As a result of comparison between experiments and HEC-RAS calculations, the errors of water level and discharge were maximum 2% and 4% respectively when the side-weir detention basin was not installed. For the case of side-weir detention basin installed, the feasibility analysis of HEC-RAS was performed with two cases; only free flow generated, and free flow and submerged flow generated. In case of free flow, it was presented that the errors were up to 3 % for the water level and 3.5 % for discharge. For free flow and submerged flow, the results showed that the water level had an error of maximum 5.1% and the discharge produced an error of maximum 4.4 %. Therefore, it is represented that HEC-RAS is a proper numerical model to simulate the flood control effect of side-weir detention basin which is installed in the straight channel with rectangular cross-section.
The 1-D numerical model, HEC-RAS is generally used to estimate the flood-control effects of a side?weir detention basin. However, the results of HEC-RAS have not been calibrated or validated with any experimental or monitored data for unsteady flow condition. Therefore, the purpose of this study is to verify the results calculated by HEC-RAS through the experiments for unsteady flow with the straight rectangular channel for the feasibility analysis of HEC-RAS which is mainly used to evaluate the flood-control effect of the side-weir type detention.
To examine the HEC-RAS results for the case of flood-control effect of side-weir type detention basin, unsteady experiments were carried out. The experimental cases include unsteady flows in the straight channel with and without detention basin. Especially, for the case with detention basin, the experiment was designed to consider both the free flow and the submerged flow over the side weir.
As a result of comparison between experiments and HEC-RAS calculations, the errors of water level and discharge were maximum 2% and 4% respectively when the side-weir detention basin was not installed. For the case of side-weir detention basin installed, the feasibility analysis of HEC-RAS was performed with two cases; only free flow generated, and free flow and submerged flow generated. In case of free flow, it was presented that the errors were up to 3 % for the water level and 3.5 % for discharge. For free flow and submerged flow, the results showed that the water level had an error of maximum 5.1% and the discharge produced an error of maximum 4.4 %. Therefore, it is represented that HEC-RAS is a proper numerical model to simulate the flood control effect of side-weir detention basin which is installed in the straight channel with rectangular cross-section.
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