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문제 정의
- 기존의 배수로의 시스템을 유지하면서 희석수의 공급을 활용하는 수로의 제어 원리는 홍수기에는 유역경계의 터널구간 내부에 있는 차단용 제수문을 달아 양수계를 단절시키고 금강호 방면으로 역경사에 수면구배를 높여 배수가 가능하도록 하는 것이며, 새만금호 방면은 자연적으로 원활히 배수가 된다. 갈수기에는 차단용 제수문을 열고 희석수를 계획 통수량 만큼 공급하는 것을 목표로 한다.
- 금강호-만경강 연결수로(이하 금만연결수로)는 새만금호의 방조제가 완성된 후 제염에 걸리는 시간을 장기적으로 단축하여 방조제 완공 후 4년차까지 제염을 목표로 하고 있으며, 갈수시에 증가될 것으로 예상되는 염분 농도를 낮추기 위한 희석수의 도입을 목적으로 하고 있다. 나아가 이의 활용방안으로 향후 장기적인 새만금호의 수질을 개선하기 위하여 만경강에서 유입되는 영양물질의 농도를 떨어뜨릴 목적으로도 검토되고 있다. 그러나 새만금호가 탄생되어가는 과정에 많은 우여곡절을 겪은 이유와 같이 본금만연결수로도 그 필요성, 개발방법, 수리권 문제, 친환경 설계 그리고 유지관리 등의 측면에서 많은 도전을 받아 왔다.
- 본 연구에서는 GIS와 공학적 설계를 실질적으로 고려하여 금강-만경강 연결수로(금만연결수로)에 대한 3차원 입체모델을 재현하였다. 이를 위하여 3차원 공간계획 모델인 3DSPLAM (3 dimensional spatial planning model)의 절차와 기능을 따라 관련 된 자료를 구축하고 수로의 물리적 특성을 검토하여 연결수로의 사실적 구현에 무게를 두었다.
- 본 연구에서는 기존에 발표된 3DSPLAM의 알고리즘과 절차에 따라 GIS 자료와 AutoCAD 및 3DMAX 기능을 이용한 금만연결수로의 개발 후의 모습을 재현하는 데 그 목적을 두었다. 이와 관련된 수로노선에 대한 단면의 검토, 수면곡선의 계산, 수로 운영 방안의 검토 등 금만연결수로의 개발 시 필요한 항목들을 학술적으로 검토하고, 단순히 그래픽의 재현이 아닌 수로의 공학적 설계를 통한 3차원 재현 모델을 생성하고자 하였다.
- 본 연구에서는 에너지 방정식에 의한 동적인 수면곡선을 계산하여 연결수로의 통수단면에 대한 검토를 실시하였다. 연결수로는 계획 유량을 20m3/s로 설정하고 있으며, 친환경적 측면에서 복합사다리꼴형의 개수로 단면을 계획하고 있다.
- 본 연구에서는 연결수로의 3차원 모델을 재현하기 위하여 연결수로 노선을 답사하고 현지조사를 통하여 노선 주변의 시설물들과 그에 대응하는 입체모델을 구축하였다. 확보한 수로노선 주변의 시설물과 수로내부에 대하여, 공간모의에 필요한 3차원 오브젝트들을 분류하고, 각 오브젝트들을 사실적으로 렌더링하기 위한 이미지를 Table 3과 같이 설계하였다.
- 본 연구에서는 연결수로의 시각적 평가를 위한 3차원 경관모의 Framework를 선정하고 해당 시스템들을 정의하였다. 구체적으로 GIS를 활용하여 경관 모의에 필요한 기본자료들을 가공/처리하고, 수로단면및 주변 오브젝트들의 제작은 AutoCAD에서 실시하였으며, 이미지 맵핑과 렌더링 그리고 에니메이션은 3DMAX를 이용하였다.
- 본 연구에서는 기존에 발표된 3DSPLAM의 알고리즘과 절차에 따라 GIS 자료와 AutoCAD 및 3DMAX 기능을 이용한 금만연결수로의 개발 후의 모습을 재현하는 데 그 목적을 두었다. 이와 관련된 수로노선에 대한 단면의 검토, 수면곡선의 계산, 수로 운영 방안의 검토 등 금만연결수로의 개발 시 필요한 항목들을 학술적으로 검토하고, 단순히 그래픽의 재현이 아닌 수로의 공학적 설계를 통한 3차원 재현 모델을 생성하고자 하였다.
- 2km 연결수로 노선의 바닥경사는 1/28,400이 되어 매우 완만한 수로가 된다. 한편, 본 노선은 기존 농경지에 있는 배수로를 각각 이용하므로서 공사비의 절감을 도모하는 것을 목적으로 하고 기존의 배수시스템을 그대로 유지하여 홍수시와 갈수시의 작동원리를 효율적으로 적용함으로서 실현가능한 계획으로 평가되어 왔다. 그러나 완만한 수로에 대한 수면곡선의 모의, 홍수시와 갈수시의 수로 운영 등에 관한 합리적 검토가 필요하게 되었다.
가설 설정
- Army Corps of Engineers)의 HEC-RAS(River Analysis System)15) 프로그램을 이용하여 수행하였다. 흐름은 정상상태로 가정하고, 경계조건은 상류 수면표고 EL 2.0 m, 하류 수면표고 EL-1.5 m로 하였다. 수로 바닥은 시점 EL-1.
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