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하상계수가 큰 하천의 하도형성유량 산정
Channel-forming Discharge Evaluation for Rivers with High Coefficients of River Regime 원문보기

大韓土木學會論文集, Journal of the Korean Society of Civil Engineers, B. 수공학, 해안 및 항만공학, 환경 및 생태공학, v.31 no.4B, 2011년, pp.361 - 367  

지운 (명지대학교 토목환경공학과) ,  장은경 (명지대학교 대학원 토목환경공학과) ,  여운광 (명지대학교 토목환경공학과)

초록
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하천 정비 및 하천 복업사업의 기준유량이 되는 하도형성유량 산정은 안정하도 설계시 반드시 선행되어야 하는 것이다. 국내의 경우 하도형성유량 산정방법에 대한 연구가 많이 수행되지 않아 특정패턴을 도출하기가 어려운 실정이다. 국내하천의 경우 외국의 주요하천과 비교하여 하상계수가 크게 나타나는 특성으로 인해 외국사례를 국내에 적용하기에 어려움이 있다. 따라서 현재 구하도 복원이 진행 되고 있거나 계획되어 있는 만경강, 청미천, 함평천을 대상으로 하도형성유량 산정을 위해 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량을 산정해보고 각각의 상호관계를 분석하여 하상계수가 큰 국내하천에 적용 가능한 하도형성유량을 제안하고자 한다. 만제유량은 대상유역의 지형자료를 이용한 HEC-RAS 모의를 통해 산정하였으며 특정 재현기간별 유량과 유효유량은 대상구간의 유량, 하상토, 유사 자료를 이용하여 산정하였다. 산정결과 하상계수가 큰 하천에서는 유효유량이 만제유량보다 크게 나타났으며 하상계수와 관련하여 특정 재현기간별 유량은 일관성 있는 특징이 없는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The channel-forming discharge, which is a standard and single flow for the river maintenance and restoration project, should be estimated necessarily in the stable channel design. It is difficult to produce the specific pattern for the channel-forming discharge in the domestic rivers due to the insu...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 구하도 복원 사업이 진행 및 계획되고 있는 만경강, 청미천, 함평천을 대상하천으로 하도설계를 위한 하도형성유량을 산정 및 분석하고자 한다. 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량을 산정하여 각각의 상호관계를 분석함으로써 하상계수가 큰 대상하천 및 국내하천에 적용 가능한 하도형성유량 산정방법을 제안하는 것이 본 연구의 목적이다.
  • 본 연구에서는 GeoTool 프로그램을 이용하여 특정재현기간별 유량 및 유효유량을 산정하고 HEC-RAS 모의를 통해 만제유량을 산정하여 하도형성유량을 결정하기 위한 비교 및 분석을 하였다. 만제유량 산정을 위한 HEC-RAS 입력 자료로는 지형자료 및 기타 수면곡선 계산을 위한 입력자료가 필요하다.
  • 본 연구에서는 구하도 복원 사업이 진행 및 계획되고 있는 만경강, 청미천, 함평천을 대상하천으로 하도설계를 위한 하도형성유량을 산정 및 분석하고자 한다. 만제유량, 특정 재현기간별 유량, 유효유량을 산정하여 각각의 상호관계를 분석함으로써 하상계수가 큰 대상하천 및 국내하천에 적용 가능한 하도형성유량 산정방법을 제안하는 것이 본 연구의 목적이다.
  • 본 연구에서는 하상계수가 큰 하천에서의 하도형성유량 산정 방법을 제안하기 위해 국내의 만경강, 청미천, 함평천을 대상으로 하여 만제유량과 특정 재현기간별 유량, 유효유량을 산정하였으며 각각의 상호관계를 분석한 결과, 다음과 같은 결론을 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하도설계 시 필수적으로 수행해야 하는 작업은 무엇인가? 하천복원이나 하천정비 사업을 위한 하도설계에서는 흐름과 하도형상과의 관계를 나타내는 하도형성유량 산정이 반드시 필요하다. 여기서 하도형성유량이란 지배유량이라고도 하며 일정한 유량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형태를 만드는 지형학적 개념의 유량을 의미한다.
하도형성유량이란 무엇인가? 하천복원이나 하천정비 사업을 위한 하도설계에서는 흐름과 하도형상과의 관계를 나타내는 하도형성유량 산정이 반드시 필요하다. 여기서 하도형성유량이란 지배유량이라고도 하며 일정한 유량이 지속적으로 흐르는 하도에서 현재 하도의 형태를 만드는 지형학적 개념의 유량을 의미한다. 하도형성유량 결정을 위해 사용되는 방법에는 만제유량, 특정 재현 기간별 유량, 유효유량 세 가지 산정방법이 있다.
유효유량을 이용하여 하도형성유량을 산정할 때 본 연구에서 산술등간격과 로그간격을 이용한 이유는 무엇인가? 유효유량(Effective Discharge, Qeff)은 수년에 걸쳐 연 유사량의 대부분을 이동시키는 유량으로 정의되며 Andrews(1980)와 Wolman and Miller(1960)가 제시한 하도형성유량 또는 지배유량은 유사이송의 크기와 발생빈도의 함수라는 기본 원리와 일치한다. 유효유량 값은 계산시 유량자료의 간격을 어떠한 형태로 했는지 얼마나 많은 수의 간격으로 자료를 활용하였는지에 따라 그 값의 차이가 크게 나타나기 때문에 유효유량 산정을 위한 유량 간격 설정을 산술등간격(Arithmeic Bin)과 로그간격(Logarithmic Bin) 모두 사용하였으며 각각 간격수가 25개, 50개, 100개인 경우에 대해 유효유량을 계산하였다. 유효유량 값의 결정은 국내하천과 같이 평수 및 갈수 빈도는 높고 이에 해당되는 유량은 적은 반면 홍수 빈도는 높지 않으나 홍수량은 평수 및 갈수량에 비해 매우 큰 특성을 갖는 하천일 경우, 최대 홍수량 값에서 일정기간 이동되는 유사량 값이 최대인 것으로 산정된다.
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참고문헌 (25)

  1. 경기도(2003) 청미천 하천정비기본계획. 

  2. 손민우, 이두한, 김창완, 김명환(2006) 국내 하천 강턱유량시의 홍수빈도 추정. 2006년도 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 1107-1111. 

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  5. 유량조사사업단(2007) 유량조사보고서. 

  6. 이희철, 이은태(2003) 충적하천의 하도형성유량 산정과 수리기하 특성에 관한 연구. 한국수자원학회논문집, 한국수자원학회, Vol. 36, No. 5, pp. 823-838. 

  7. 익산지방국토관리청(2006) 하천환경정비사업 실시설계보고서. 

  8. 임창수, 이준호, 김태희, 이재철, 윤세의(2006) 하도특성량 조사를 위한 지배유량의 산정. 2006년도 학술발표회 논문집, 한국수자원학회, pp. 66-71. 

  9. 지운, 강준구, 여운광, 한승원(2009) 청미천 구하도 복원 설계를 위한 하도형성유량 산정. 한국수자원학회 논문집, 한국수자원학회, Vol. 42, No. 12, pp. 1113-1124. 

  10. ECORIVER21(2008) 만경강 구하도 복원 방안 수립 검토. 

  11. International Hydrological Project (2010) 국제수문개발계획 연구보고서. 

  12. Andrews, E.D. (1980) Effective and bankfull discharges of streams in the yampa River Basin, Colorada and Wyomin. J. of Hydr. Engrg., ASCE, Vol. 46, No. 3-4, pp. 311-333. 

  13. Brownlie, W.R. (1981) Prediction of flow depth and sediment discharge in open channels. Report No. KH-R-43A, W.M. Keck Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA. 

  14. Copeland, R., Soar, P., and Thorne, C. (2005) Channel-forming discharge and hydraulic geometry width predictors in meandering sand-bed rivers. 2005 World Water and Environmental Resources Congress: Impacts of Global change (CD-ROM), ASCE, Reston VA. 

  15. Doyle, M.W., Shields. D., Boyd. K.F., Skidmore. P.B., and Dominick. D. (2007) Channel-forming discharge selection in river restoration design. J. of Hydr, Engrg., ASCE, Vol. 133, No. 7, pp. 831-837. 

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  19. Meyer-Peter, E. and Muller, R. (1948) Formulas for bed-load transport. Proc. 2d Meeting IAHR, Stockholm, pp. 39-64. 

  20. Niezgoda, S.L. and West, T.S. (2007) Stream restoration design discharge for snowment dominated stream. Proc. World Environmental and Water Resources Congress 2007, ASCE, pp. 1-10. 

  21. Raff, D.A., Bledsoe, B.P., and Flores, A.N. (2004) GeoTool user's manual. Colorada State University. 

  22. Rosgen, D. (1994) Applied river morphology. Wildland Hydrology. 

  23. Schlindwein, P.A. (2004) Using effective discharge analysis methods and a sediment transport reference reach in the design of an urbanizing sand-gravel channel. Proc. World Water Congress 2004, ASCE, pp. 1-10. 

  24. Wolman, M.G. and Miller, J.P. (1960) Magnitude and frequency of forces in geomorphic processes. J. Geol, pp. 68, 54-74. 

  25. Yang, C.T. (1996) Sediment Transport: Theory and Practice. Mcgraw Hill, pp. 396. 

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