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수치모형을 이용한 지천하류부의 하상변동 분석
Numerical Analysis of Riverbed Changes at the Downstream of the Ji-Cheon 원문보기

한국방재학회논문집 = Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation, v.11 no.3, 2011년, pp.117 - 125  

최호 (농림수산식품부 인천어항사무소) ,  임창수 (경기대학교 토목공학과) ,  정재욱 (한국방재기술센터)

초록
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하상의 변동은 저수지와 취수용 보 등 저류용도의 구조물의 저류능력을 감소시키고 제방과 교각의 안전도를 저하시키거나 하천시설물의 사용에 문제를 발생시킨다. 따라서 하상의 변동양상을 파악하는 것은 이수, 치수 및 하천환경면에서 모두 중요하다. 본 연구에서는 충청남도 부여군 은산면 회곡리에 위치한 지천교 부근의 지천 하류부를 대상구간으로 선정하였다. 2003년 11월 7일에 총길이 1,320m의 구간에서 14개의 지점을 종 횡단 측량하였고, 2004년 6월 24일과 2004년 9월 24일에 같은 구간을 다시 측량하여 약 1년 동안 실제하상의 변화를 분석하였다. 이 결과를 1차원 HEC-6 모형과 준2차원 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 비교 분석하였다. 계산을 위한 지형자료는 2003년 11월 7일의 하천 측량 자료를 이용하여 구성하였으며, 상류단 유입유량과 하류단 수위-유량자료는 지천교의 구룡수위표 자료를 이용하였다. 모형의 적용결과 유사량 산정공식은 Toffaleti공식이 다른 유사량 공식에 비해 지천하류부의 최심하상 변동을 잘 모의하고 있는 것으로 나타났다. GSTARS 3.0 모형의 경우, 전반적으로 유관 1개를 사용하여 계산한 결과가 유관 3개, 5개를 사용한 결과보다 실측치에 근접하였으며, 지천과 같이 흐름폭이 넓지 않은 하천에서의 GSTARS 3.0 모형은 유관 개수가 여러 개일 때 적용성이 떨어지는 것으로 나타났다. 또한 지천하류부의 대상구간에 HEC-6와 GSTARS 3.0 모형의 계산결과와 1년간 하상변동에 따른 측량성과의 비교 결과, 실측 최심하상과 큰 차이를 나타내지는 않는 것으로 분석되어, 지천하류부의 하상변동 예측에 적용성이 있다고 판단된다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

River bed variation drops storage capacity of dams and reservoirs, and furthermore deteriorates safety of banks and peers. Therefore, understanding of bed variation is important to use and manage river water. Study section is downstream part of Ji- Cheon nearby Ji-Cheon Bridge which is located in Gu...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 금강수계의 지천하류부에 하상변동 예측모형을 사용하여 몇 가지의 유사량 산정공식으로 얻은 유사량을 모형에 적용하여 하상변동을 모의하고, 그 결과를 측량성과를 통한 실제 하상변동량과 비교·분석하고자 한다.

가설 설정

  • Shen과 Hung은 유사이송이 너무 복잡하여 어떤 조건하에서도 Reynolds수나 Froude수 혹은 이들 둘을 조합하여 유사이송을 설명할 수 없다고 가정하였다. 이러한 유사 이송과 관련된 변수를 구하는 대신에 그들은 실험실에서 모래입경을 근거로 얻은 587개의 자료를 분석하여 식(8)과 같은 회귀식을 도출하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
하상변동의 원인은? 유수의 흐름은 유사의 이동을 발생시켜 하상변동의 원인이 된다. 그에 따라 달라진 하상의 형태는 새로운 흐름을 형성하고 다시 하상의 변동을 발생시킨다.
하상변동은 어떤 문제를 일으키는가? 자연하천의 임의의 구간에 대한 하상의 변화를 생각해보면 임의의 구간으로 들어온 유사량과 빠져나간 유사량의 차이에 의해 그 구간의 하상의 상승이나 저하가 발생하고 이것을 하상변동이라고 한다. 하상의 변동은 저수지와 취수용 보 등 저류용도의 구조물의 저류능력을 떨어뜨리고, 제방과 교각의 안전도와 하천시설물의 적합한 사용에 문제를 일으키는 등의 심각한 문제를 발생시킬 수 있다. 따라서 하상의 변동을 적절히 예측하는 것은 이수·치수적인 면에서 모두 중요하다고 할 수 있다.
물과 유사의 장기간의 상호작용에 의해 하천의 하상은 어떤 상태에 접근하는가? 그에 따라 달라진 하상의 형태는 새로운 흐름을 형성하고 다시 하상의 변동을 발생시킨다. 이러한 물과 유사의 장기간의 상호작용에 의해 하천의 하상은 더 이상의 큰 변화를 일으키지 않는 동적평형상태로 접근하게 된다. 그러나 산사태나 대규모 홍수 등의 자연적인 요인과 댐이나 교량의 건설 등의 인위적인 요인에 의하여 평형을 유지하던 하상은 유사의 과잉공급이나 유사 공급의 차단에 의해 불안정해지고 다시 일정 기간의 침식과 퇴적과정을 거쳐 새로운 평형상태로 접근하게 된다.
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참고문헌 (26)

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