$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

한강하류부 신곡수중보의 수리학적 영향분석
Analysis of Hydraulic Effects of Singok Submerged Weir in the Lower Han River 원문보기

韓國水資源學會論文集 = Journal of Korea Water Resources Association, v.38 no.5 = no.154, 2005년, pp.401 - 413  

김상호 (상지대학교 이공과대학 건설시스템공학과) ,  김원 (한국건설기술연구원 수자원연구부) ,  이을래 (한국수자원공사 물관리센터) ,  최규현 (건설교통부 한강홍수통제소 하천정보센터)

초록

본 연구에서는 한강 하류부에 위치한 신곡수중보의 수리학적인 영향을 분석하였다. 이를 위해 1차원 수리학적 홍수추적모형을 이용하였으며, 과거 8개 홍수기 및 비홍수기 사상에 대해 모형의 보정과 검증을 실시하였다. 팔당댐에서의 다양한 방류조건과 서해안의 조위조건을 이용하여 흐름특성을 분석하였다. 신곡수중보의 설치로 인한 수위상승 효과는 최대 만조위가 2.4m일 때 잠실수중보 직하류부에서 최고 수위는 약 0.65m, 최저 수위는 약 1.25m 정도 상승하는 것으로 나타났다. 또한 조차의 감소는 한강대교에서 최대 만조위가 2.4m일 때 조차가 0.07m로 나타나 약 $90\%$ 의 조차감소율을 나타내었으며, 최대 만조위가 5.5m일 때 조차는 1.6m로 약 $35\%$의 감소율을 나타내었다. 한강대교 지점의 경우 팔당댐 방류량이 20,000cms 이상이 되면 약 0.06m 이하의 조차가 나타나 조석의 영향이 거의 나타나지 않는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This study analyzed the hydraulic effects of Singok submerged weir in the lower Han River. 1-D hydraulic flood routing model was used and calibration and verification were performed using 8 flood or nonflood events. Flow characteristics were analyzed using various outflows of Paldang Dam and tidal d...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이와 같이 최근 서해안의 조석의 영향에 관한 연구와 한강의 수중보를 고려한 수리학적 모형의 구축에 관한 연구가 활발히 진행되고 있지만, 신곡수중보가 한강의 흐름에 미치는 수리학적인 영향을 서해안 조석을 고려하여 체계적으로 분석한 연구는 미비한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 신곡수중보의 설치로 인한 한강 하류부 흐름의 변화를 살펴보기 위해 한강 하류부에 대한 수리학적 홍수추적 모형을 구축하고 신곡수중보가 한강 본류흐름에 미치는 영향을 팔당댐에서 방류되는 홍수량의 규모와 서해안 조위의 규모별로 정량적인 분석을 수행하고자 한다.
  • 본 연구에서는 한강 하류부에 위치한 신곡수중보가 한강흐름에 미치는 영향을 분석하고자 한다. 이를 위해 1차원 동수역학적 수리해석 모형을 이용하였으며, 팔당댐의 방류량과 서해안의 조위조건에 따른 흐름양상을 분석하였는데 주요 연구결과는 다음과 같다.
  • 본 절에서는 1차원 수리학적 홍수추적 모형을 이용하여 신곡수중보가 팔당댐의 방류량과 서해안 조석의 영향으로 인해 형성되는 한강 본류의 흐름에 미치는 영향을 수중보가 건설되지 않았을 경우와 비교하고자 한다. 이를 위해 한강의 상류단인 팔당댐의 방류량을 평수기 유량인 300cms와 계획홍수량인 37, 000cms 두 경우를 고려하였다.
  • 4m로서 일반적인 보와는 달리 조석에 따라 흐름의 방향이 바뀌면서 상류와 하류의 수위, 유속, 유량 조석 등에 큰 영향을 미치고 있다(서울특별시, 1986). 신곡수중보의 설치는 한강의 개발로 인해 발생하는 수위저하를 방지하고 조석의 영향으로 인한 염수의 침입을 방지하기 위해 설치되었다. 하지만 한강 하류부에서는 서해안 만조위의 크기에 따라 신곡수중보 상류로 조위의 영향이 나타나고 있으며 이는 팔당댐의 방류량에 따라 크게 다른 양상을 나타내고 있다.
  • 이제 팔당댐의 방류량은 300cms를 유지하면서 월곶 지점에서 발생하는 만조위가 5.5m로 가장 높은 조고가 발생할 경우에 대해 살펴보았다. 만조위가 2.
  • 팔당댐에서 계획홍수량인 37, 000cms가 방류되고 있을 때 서해안의 조고에 따른 신곡수중보의 영향을 살펴 보았다. 한강 본류부에서 평수량 규모의 유량이 흐르고 있을 때와는 달리 계획홍수량이 팔당댐에서 방류될 때 대상구간 대부분에서는 유하하는 홍수파의 지배를 받게 되어 서해안 조석의 영향이 한강 본류부에 미치는 범위가 상당히 작게 나타났다.
  • 팔당댐의 유량규모와 만조위의 조고에 따른 신곡수중보에서의 조위감소 효과를 살펴보기 위해 표 4에서 제시한 바와 같은 팔당댐의 방류량 규모와 월곶 지점의 가상 조위자료를 이용하고자 한다. 여기서 팔당댐의 방류량은 평수기 방류량인 300cms에서부터 계획홍수량인 37, 000cms까지 6개 유량등급으로 나누어 고려하였다.
  • 한강 하류부에서 수중보를 고려한 수리학적 흐름특성을 분석하기 위해 본 연구에서는 1차원 동수역학적 홍수추적모형인 FLDWAV 모형을 이용하여 흐름해석을 실시하고자 한다. FLDWAV 모형(Fread와 Lewis, 1998)은 기존의 일차원 흐름해석모형으로 많이 사용되고 있는 DWOPER 모형(Fread, 1987)을 댐 붕괴에 대한 모의기능과 댐 붕괴로 인한 하도에서의 급격한 홍수파를 추적할 수 있는 홍수파해석 모의기능이 있는 DAMBRK 모형(Fread, 1988)과 통합하여 미국 기상청(NWS, National Weather Service) 의 Fread가 개발한 범용프로그램으로 단일형이나 가지형 수로에서의 1차원 부정류 해석을 위한 동수역학적 모형의 일반형태를 가지고 있다.

가설 설정

  • 팔당댐에서의 시간별 방류량은 방류량의 형태에 따라 하류부에서 다양한 흐름특성이 나타나기 때문에 하류부에서 발생하는 조위의 영향이 한강 본류에서 규칙적으로 나타나게 하기 위해 일정한 양이 지속적으로 방류되는 것으로 가정하였다. 다만 계획홍 수량의 경우 처음에 LOOOcms부터 방류를 시작하여 선형으로 증가하다가 15시간 후에 목표 방류량에 도달하여 계속 유지되는 것으로 가정하였다. 이때 대상구간 내에 월곶 지점에서 발생하는 조위는 한국해양연구원에서 관측한 실제 관측자료 중 만조위와 간조위의 수위차인 조차를 여러 규모로 나누어서 조차가 최대인 경우(만조위:5.
  • 이를 위해 한강의 상류단인 팔당댐의 방류량을 평수기 유량인 300cms와 계획홍수량인 37, 000cms 두 경우를 고려하였다. 팔당댐에서의 시간별 방류량은 방류량의 형태에 따라 하류부에서 다양한 흐름특성이 나타나기 때문에 하류부에서 발생하는 조위의 영향이 한강 본류에서 규칙적으로 나타나게 하기 위해 일정한 양이 지속적으로 방류되는 것으로 가정하였다. 다만 계획홍 수량의 경우 처음에 LOOOcms부터 방류를 시작하여 선형으로 증가하다가 15시간 후에 목표 방류량에 도달하여 계속 유지되는 것으로 가정하였다.
  • 또한 한강 하류부에는 팔당댐으로부터 22km와 55km 지점에 잠실수중보와 신곡수중보가 위치해 있는데, 잠실수중보는 수리학적 모형에 적용하기 위해 잠실수중보상의 흐름을 한계류가 발생하는 수위와 발생하지 않는 수위로 구분한 후 한계류 계산과 과거 홍수자료를 이용하여 개발된 수위-유량관계곡선(해양수산부, 2001)을 이용하여 고려하였다. 하지만 신곡수중보에서는 조석의 영향으로 인해 흐름이 단일형태가 아니라 루프형 수위-유량관 계곡선으로 나타나기 때문에 수위-유량관계곡선을 이용한 모형의 적용은 어려움이 있어 보가 있는 위치에서 실제 보의 형상에 관한 지형자료를 입력자료로 사용하여 단면이 축소되는 것으로 모형에 고려하였으며, 신곡수중보가 설치되기 전의 경우는 보의 전과 후 단면을 평균하여 신곡수중보의 단면으로 가정하였다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (25)

  1. 국립건설시험소 (1983). 한강하류부 이동상 수리모형 실험 보고서 

  2. 국립건설시험소 (1984). 잠실수중보 수리모형 실험보고서 

  3. 김동구, 김원, 김상호 (2001). '한강 하류부 흐름해석을 위한 UNET 모형의 적용.' 2001년도 한국수자원학회 학술발표회 논문집(II), 한국수자원학회, pp. 673-678 

  4. 김상호, 김원 (2002). '한강 하류부 흐름해석을 위한 수리학적 모형의 구축.' 한국수자원학회논문집, 제35권, 제5호, pp. 485-500 

  5. 김상호, 김원, 최홍식 (2003). '한강 및 임진강의 조위 영향분석.' 한국수자원학회논문집, 제36권, 제2호, pp. 301-313 

  6. 김 원, 김양수, 우효섭 (1995). '부정류 모형을 이용한 한강 하류부 하도의 조도계수 산정.' 한국수자원학회지, 제28권, 제6호, pp. 133-146 

  7. 김 원, 김창완, 윤광석, 윤태훈 (2001). '신곡수중보와 조석운동을 고려한 한강 본류의 흐름특성.' 대한토목학회논문집, 제21권, 제3B호, pp. 305-314 

  8. 김 원, 우효섭, 김양수 (1996). '1차원 St. Venant 방정식을 이용한 한강 하류부 하도의 홍수류 특성 분석.' 한국수자원학회지, 제29권, 제1호, pp. 163-179 

  9. 서울특별시 (1986). 한강수위유지시설(하류수중보) 기본계획 및 실시설계 보고서 

  10. 안익장, 고진석, 최병호 (1994). '동수역학적 모형에 의한 한강 홍수의 실시간 산정.' 1994년도 대한토목학회 학술발표회논문집(II), 대한토목학회, pp. 217-220 

  11. 유명관, 전경수 (2004). '홍수시 댐 운영방안을 내부 경계조건으로 포함하는 부정류 계산모형.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제37권, 제12호, pp. 1043-1054 

  12. 윤태훈, 이종욱, 제갈선동 (2000). '동수역학모형의 매개변수 산정.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제33권, 제1호, pp. 39-50 

  13. 이정규, 이창현 (2003). '수리학적 홍수추적 모형을 이용한 한강하류부의 조도계수 산정.' 2003년도 한국수자원학회 학술발표회논문집(II), 한국수자원학회, pp. 847-850 

  14. 이정규, 전세호 (2004) '부정류 모형을 이용한 한강의 수리학적 홍수추적에 관한 연구.' 대한토목학회논문집, 제24권, 제4B호, pp. 301-310 

  15. 이정규, 전세호, 장기환 (2003). '홍수시 한강 흐름특성에 미치는 수리구조물의 영향 분석.' 2003년 대한 토목학회 학술발표회논문집(II), 대한토목학회, pp. 2727-2731 

  16. 이종태, 한건연, 서병하 (1993). '한강의 홍수규모에 따른 인도교 수위의 조석영향 분석.' 한국수문학회지, 제26권, 제2호, pp. 67-77 

  17. 한강관리사업소 (1993). 한강하류 수질보전대책 수립 조사 보고서 

  18. 한강홍수통제소 (1994). 홍수자료관리시스템구축 

  19. 한국수자원공사 (1989). 한강주운개발사업 타당성 조사 보고서 

  20. 해양수산부 (2001). 한강 . 임진강 유역에 대한 조위영향 연구 

  21. 황의준, 전경수 (1997). '한강본류에 대한 부정류 계산 모형: 모형의 보정.' 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, 제30권, 제5호, pp. 549-559 

  22. Fread, D.L. (1974). Numerical Properties of Implicit Four-Point Finite Difference Equations of Unsteady Flow, HRL-45, NOAA Tech. Memo NWS HYDRO-18, Hydrologic Research Laboratory, National Weather Service, Silver Springs, MD 

  23. Fread, D.L. (1987). National Weather Service Operational Dynamic Wave Model, National Weather Service, Silver Springs, MD 

  24. Fread, D.L. (1988). The NWS DAMBRK model : Theoretical background and users documentation, Hydrologic Research Lab., Office of Hydrology, National Weather Service. NOAA, Silver Springs, MD 

  25. Fread, D.L., and Lewis, J.M. (1998). The NWS FLDWAV Model Quick Users Guide, NOAA, Silver Spring 

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

GOLD

오픈액세스 학술지에 출판된 논문

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로