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[국내논문] 합류부 하상고 불일치에 의한 두부침식 및 분리구역 특성분석
An Analysis for the Characteristics of Headward Erosion and Separation Zone due to Bed Discordance at Confluence 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.48 no.11, 2015년, pp.879 - 889  

최흥식 (상지대학교 건설시스템공학과) ,  모선재 ((주)천마기술단) ,  이삼희 (한국건설기술연구원)

초록

본 연구는 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비, 준설 깊이비의 변화에 따른 지류에서의 두부침식 양상과 합류부 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 구간으로 정의하였다. 준설 깊이에 따른 두부침식이 발생치 않은 범위를 제시하였다. 합류각, 유량비, 준설 깊이비 증가에 따른 두부침식 깊이비 및 천급점의 이동거리비는 전반적으로 증가하였으며, 천급점의 이동거리비의 관계식을 제시하였다. 이동상 하도에서의 유량비와 합류각 증가에 따른 분리구역의 길이비 및 폭비는 고정상 하도에서와 같은 양상으로 증가하였다. 준설 깊이비 증가에 따른 분리구역의 길이비는 감소하고 폭비은 증가하여 형상지수는 크게 증가하여 통수단면의 감소로 배수위 현상이 기대된다. 고정상 하도와 이동상하도에서의 합류각, 유량비, 준설 깊이비에 따른 형상지수 관계식을 제안하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The pattern of headward erosion at tributary and the separation zone formation in a loosed bed at confluence according to the confluence angle, discharge ratio, and dredging depth ratio have been analyzed. The separation zone is defined the inside of zero velocity boundary at downstream of confluenc...

주제어

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문제 정의

  • 그러나 지류에서의 침식에 의한 합류부에서 퇴적 양상을 고려한 수리특성을 분석한 사례는 없다. 따라서 본 연구는 합류각과 유량비에 추가하여 합류부 하상고 불일치에 의한 지류에서 두부침식과 합류부에서의 수리 및 지형변화 특성을 규명하였다. 아울러 침식과 퇴적에 의한 합류구간의 이동상 하도에서의 합류부 분리구역 형성 변화를 분석하였다.
  • 본 연구는 지류가 유입하는 합류부에서 다양한 합류각과 유량비에 추가하여 본류의 준설로 인한 하상불일치에 의한 준설깊이비에 따른 두부침식의 양상과 합류부의 하상변화를 고려한 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 규명하였다. 수치모형은 CCHE2D를 사용하였고, 기존 실험결과와의 비교를 수행하여 모형의 적용성을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
분리구역은 어디에서 형성되는가? 지류가 유입하는 합류부에서는 분리구역(separation zone)이 형성되며, 상류로부터 내려온 유사에 의한 하상 변화로 다양한 수리특성을 나타낸다. 합류부에서 수리특성의 변화는 통수능력의 변화를 가져와 본류와 지류에 홍수범람의 피해를 가져올 수 있다.
준설에 의한 하천유지용수 확보와 홍수 방어능력 증대 시, 본류를 과도하게 준설하면 어떠한 현상이 발생하는가? 최근 기후변화로 인한 가뭄과 집중호우에 따른 홍수피해를 방지하고자 준설에 의한 하천유지용수 확보와 홍수 방어능력 증대를 제안하였다. 하지만 본류를 과도하게 준설하면, 본류와 지류 하상의 급격한 단차에 의한 현저한 하상고의 불일치가 발생하며, 급경사 구간에서 사류의 발생으로 수력도약 현상이 발생한다. 아울러 지류의 상류구 간으로 하상이 침식되는 천급점(knickpoint)의 이동에 이한 두부침식(headward erosion)이 발생하고 이에 따른 본류에서의 유사 퇴적이 발생한다.
분리구역은 무엇인가? 본 연구는 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비, 준설 깊이비의 변화에 따른 지류에서의 두부침식 양상과 합류부 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 구간으로 정의하였다. 준설 깊이에 따른 두부침식이 발생치 않은 범위를 제시하였다.
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참고문헌 (18)

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