안정하도 설계를 위한 하도형성유량 산정 및 하도 단면 평가 방법에 관한 연구 Analysis of Channel-forming Discharge Calculation and Channel Section Evaluation for Stable Channel Design원문보기
하천 복원에 있어 안정하도를 설계하는 작업은 매우 복잡한 문제를 포함하고 있으며 특히 기준이 되는 유량인 하도형성유량을 선정하여 흐름과 하도형상과의 관계를 통해 복원될 하도 규모를 결정할 필요가 있다. 하도형성유량이란 일정한 유량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형태를 만드는 지형학적 개념의 유량을 의미하며 산정방법에는 만제유량, 특정 재현기간별 유량, ...
하천 복원에 있어 안정하도를 설계하는 작업은 매우 복잡한 문제를 포함하고 있으며 특히 기준이 되는 유량인 하도형성유량을 선정하여 흐름과 하도형상과의 관계를 통해 복원될 하도 규모를 결정할 필요가 있다. 하도형성유량이란 일정한 유량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형태를 만드는 지형학적 개념의 유량을 의미하며 산정방법에는 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량이 있다. 안정하도 설계의 기준유량인 하도형성유량은 하천특성 및 산정방법에 따라 계산 값이 다르게 산정된다. 산정된 하도형성유량을 기준으로 최종적인 안정하도 단면을 계산하게 되며 이때는 경험적 방법 및 해석적 방법이 활용된다. 새로운 안정하도를 설계하는데 주로 사용되는 해석적 방법은 단면 발생 유사량 산정 공식의 선택에 따라 도출되는 안정하도 단면이 다르게 예측될 수 있다.
본 연구에서는 국내 하천 중 구하도 복원이 진행 또는 계획되어 하도형성유량 산정이 필수적인 하천을 대상으로 산정방법 별 하도형성유량을 산정하였으며 그 결과를 각각의 하천 특성과 비교/분석 하였다. 또한, 기존의 안정하도 단면 계산을 위해 활용되어 온 해석적 방법 중 하나인 Copeland 방법의 유사량 공식을 Brownlie 공식만이 아닌 다양한 공식이 적용 가능하도록 프로그램을 개발하였고 이를 이용하여 대상 선정 하천에 대해 유사량 산정 공식별 안정하도 단면 예측을 수행하였다.
그 결과 하상계수가 크고 자갈하천인 경우에는 만제유량보다 유효유량이 더 크게 산정되었으며, 하상계수가 작고 모래하천인 경우 유효유량보다 만제유량이 더 크게 산정되었다. 또한 안정하도 단면 예측의 경우 본 연구에서 개발된 프로그램을 이용하여 유사량 공식별 하도 단면을 계산하였으며 그 결과 Brownlie(1981) 공식이 가장 완만한 안정하도 경사를 그리고 Yang(1979) 공식이 가장 급한 경사를 예측했으며 수심은 Engelund-Hansen(1967) 공식이 가장 깊은 안정하도 수심을 Yang(1979)의 공식이 가장 작은 수심을 예측하였다.
하천 복원에 있어 안정하도를 설계하는 작업은 매우 복잡한 문제를 포함하고 있으며 특히 기준이 되는 유량인 하도형성유량을 선정하여 흐름과 하도형상과의 관계를 통해 복원될 하도 규모를 결정할 필요가 있다. 하도형성유량이란 일정한 유량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형태를 만드는 지형학적 개념의 유량을 의미하며 산정방법에는 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량이 있다. 안정하도 설계의 기준유량인 하도형성유량은 하천특성 및 산정방법에 따라 계산 값이 다르게 산정된다. 산정된 하도형성유량을 기준으로 최종적인 안정하도 단면을 계산하게 되며 이때는 경험적 방법 및 해석적 방법이 활용된다. 새로운 안정하도를 설계하는데 주로 사용되는 해석적 방법은 단면 발생 유사량 산정 공식의 선택에 따라 도출되는 안정하도 단면이 다르게 예측될 수 있다.
본 연구에서는 국내 하천 중 구하도 복원이 진행 또는 계획되어 하도형성유량 산정이 필수적인 하천을 대상으로 산정방법 별 하도형성유량을 산정하였으며 그 결과를 각각의 하천 특성과 비교/분석 하였다. 또한, 기존의 안정하도 단면 계산을 위해 활용되어 온 해석적 방법 중 하나인 Copeland 방법의 유사량 공식을 Brownlie 공식만이 아닌 다양한 공식이 적용 가능하도록 프로그램을 개발하였고 이를 이용하여 대상 선정 하천에 대해 유사량 산정 공식별 안정하도 단면 예측을 수행하였다.
그 결과 하상계수가 크고 자갈하천인 경우에는 만제유량보다 유효유량이 더 크게 산정되었으며, 하상계수가 작고 모래하천인 경우 유효유량보다 만제유량이 더 크게 산정되었다. 또한 안정하도 단면 예측의 경우 본 연구에서 개발된 프로그램을 이용하여 유사량 공식별 하도 단면을 계산하였으며 그 결과 Brownlie(1981) 공식이 가장 완만한 안정하도 경사를 그리고 Yang(1979) 공식이 가장 급한 경사를 예측했으며 수심은 Engelund-Hansen(1967) 공식이 가장 깊은 안정하도 수심을 Yang(1979)의 공식이 가장 작은 수심을 예측하였다.
Stable channel design for river restoration contains very complex problems and it is necessary to define the scale of restored channel section using the relation between flow and channel formation. The channel-forming discharge means the flow based on the geomorphologic concept forming the current s...
Stable channel design for river restoration contains very complex problems and it is necessary to define the scale of restored channel section using the relation between flow and channel formation. The channel-forming discharge means the flow based on the geomorphologic concept forming the current shape of constantly flowing channel section and there are calculation methods such as bankfull discharge, specified recurrence interval discharge, and effective discharge in general. The channel-forming discharge which is the design flow for stable channel could be evaluated differently according to the fluvial characteristics and evaluation methods. Based on the decided channel-forming discharge, the final stable channel section is designed using empirical or analytical method. The empirical method which is usually applied to design the new channel section also could produce the different scale of stable channel depending to the selection of sediment transport equation used to compute the sediment capacity in the designed section.
In this study, the channel-forming discharges for river reaches where the restoration projects are scheduled or progressed in Korea are evaluated using various methods and then the calculation results are compared and analyzed with each river characteristics. Also, the new program was developed to apply different sediment transport equations as well as Brownlie (1981) equation of Copeland method which is one of analytical methods used to calculate the stable channel section. Finally, the stable channel sections for study reaches with respect to different sediment transport formulas were predicted using the developed program.
As a result, it is represented that the effective dischargewas evaluated greater than the bankfull discharge for the case of high coefficient of river regime and gravel bed channel and the bankfull discharge was greater than the effective discharge for the lower coefficient of river regime and sand bed channel. Also, for stable channel prediction, Brownlie (1981) equation produced the mildestslope of stable channel bed and Yang (1979) equation predicted the steepest bed slope. The most deep and shallow depths for stable channel were calculated by Engelund-Hansen (1967) and Yang (1979) equations.
Stable channel design for river restoration contains very complex problems and it is necessary to define the scale of restored channel section using the relation between flow and channel formation. The channel-forming discharge means the flow based on the geomorphologic concept forming the current shape of constantly flowing channel section and there are calculation methods such as bankfull discharge, specified recurrence interval discharge, and effective discharge in general. The channel-forming discharge which is the design flow for stable channel could be evaluated differently according to the fluvial characteristics and evaluation methods. Based on the decided channel-forming discharge, the final stable channel section is designed using empirical or analytical method. The empirical method which is usually applied to design the new channel section also could produce the different scale of stable channel depending to the selection of sediment transport equation used to compute the sediment capacity in the designed section.
In this study, the channel-forming discharges for river reaches where the restoration projects are scheduled or progressed in Korea are evaluated using various methods and then the calculation results are compared and analyzed with each river characteristics. Also, the new program was developed to apply different sediment transport equations as well as Brownlie (1981) equation of Copeland method which is one of analytical methods used to calculate the stable channel section. Finally, the stable channel sections for study reaches with respect to different sediment transport formulas were predicted using the developed program.
As a result, it is represented that the effective dischargewas evaluated greater than the bankfull discharge for the case of high coefficient of river regime and gravel bed channel and the bankfull discharge was greater than the effective discharge for the lower coefficient of river regime and sand bed channel. Also, for stable channel prediction, Brownlie (1981) equation produced the mildestslope of stable channel bed and Yang (1979) equation predicted the steepest bed slope. The most deep and shallow depths for stable channel were calculated by Engelund-Hansen (1967) and Yang (1979) equations.
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