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하천 합류부에서의 부유입자 분포에 대한 현장측정

Field Measurement of Suspended Material Distribution at the River Confluence

대한토목학회논문집 = Journal of the Korean Society of Civil Engineers, v.37 no.2, 2017년, pp.467 - 474  

곽성현 (창원대학교 토목공학과) ,  이경수 (창원대학교 토목공학과) ,  조한일 (창원대학교 토목공학과) ,  서용재 (창원대학교 토목공학과) ,  류시완 (창원대학교 토목공학과)

초록
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하천 합류부에서는 지형적 특성에 기인하는 고유한 수체혼합양상과 흐름특성을 보인다. 이러한 합류부에서의 2차원적 수체혼합양상을 파악하기 위해서는 측선기반이 아닌 평면적 계측이 필요하다. 본 연구에서는 낙동강-금호강 합류부를 대상으로 UAV를 활용한 정성적 수체혼합모니터링과 ADCP, 다항목수질측정기, 현장용광학입도분석기(LISST : Laser In-Situ Scattering & Transmissometry)를 이용한 흐름, 수질, 부유입자특성에 대한 측정을 통해 하천합류부에서의 2차원적 수체흐름 및 물질혼합 특성을 파악할 수 있는 현장측정기법을 제시하고 적용성을 검토하고자 하였다. 수리량, 수질인자, 부유입자의 농도 및 입도분포에 대한 현장측정을 통해 복잡한 지형적 특성을 가지는 하천합류부에서의 2차원적 흐름양상과 그에 따른 수체 및 물질혼합양상을 파악할 수 있음을 확인하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Each river confluence has the inherent hydraulic and mixing characteristics coming from its bathymetry and topography. It is necessary to make the measurement covering the spatial extent of studying area in order to catch these 2-dimensional intrinsic characteristics. This study focuses to investiga...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 상대적으로 현장계측 및 실험기반연구는 수행된 사례는 많지 않으며, 일부 수행된 경우에도 주로 지점 또는 측선기반 계측에 국한되어 합류부에서의 공간적 혼합특성을 파악하기 위한 조사 및 연구들이 충분히 진행되고 있지 않는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 합류부에서의 수리량, 수질, 부유입자에 대한 2차원 공간분포와 혼합양상 및 부유입자의 입도특성을 파악하기 위한 현장측정연구를 통해, 다양한 측정장비를 활용한 합류부 수리 및 수질특성을 규명하고 현장측정기법의 적용성을 검토하고자 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
현장용 광학입도분석기의 기능은? 수중에  부유하는 입자들의 농도와 입도분포에 대한 정보를 취득하기 위해서 현장용 광학입도분석기(미국 Sequoia Scientific사의 LISST-100X :Laser In-Situ Scattering Transmissometry)를 사용하였다. 광학 원리를 이용하여 수체 내 부유입자들에 의한 레이저광원의 산란 및 투과정도를 통해 입도분포와 농도를 측정하는 LISST-100X는 투과도뿐 아니라 laser diffraction의 원리를 이용하여 1.25~250µm 범위의 입도분포를 측정할 수 있고, 입도구간별 체적농도에 대한 정보를 제공한다. 이상의 장치들을 보트에 장착하여 대상구간을 이동하면서 수리량, 수질, 부유입자특성 및 농도에 대한 2차원 공간적 분포를 취득함과 동시에 정성적 혼합양상을 모니터링 할 수 있도록 소형UAV (DJI사의 Inspire 1)를 이용해서 영상을 촬영하였다.
ADCP는 무엇인가? 유속, 수심 및 위치 측정을 위해서 ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler : 미국 SonTek사의 RiverSurveryor M9)를 사용하였다. ADCP는 수중으로 전송된 일정 주파수의 초음파가 부유하는 입자들에 의해 산란하여 돌아오는 반향을 수집, 도플러 효과를 이용하여 수심에 따른 3차원 유속정보를 수집하고 이를 이용하여 유량을 측정하는 장비이다(Mueller and Wagner, 2009). 수질항목측정을 위해서 다항목 수질모니터링시스템(미국 YSI사의 YSI6600 EDS)을 사용하였다.
YSI6600EDS로 수집한 자료는? 수질항목측정을 위해서 다항목 수질모니터링시스템(미국 YSI사의 YSI6600 EDS)을 사용하였다. YSI6600EDS는 휴대 및 현장 설치를 통해 동시에 여러 수질항목에 대한 측정이 가능한 장비로 국내․ 외 여러 문헌들을 통해 현장에서 수질측정에 대한 효율성이 입증된바 있으며 본 연구에는 탁도, 전기전도도, BGA세포수 (Blue-Green Algae),수온, pH, DO, 클로로필-a에 대한 자료를 수집하였다(Kim et l., 2006; Kim et al.
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참고문헌 (11)

  1. Choi, G. W., Park, Y. S. and Choi. J. Y. (2002). "A study for openchannel junction's flow characteristics." Proceeding of Korea Society Civil Engineers Conference, Korean Society of Civil Engineers, Vol. 2002, No. 11, pp. 1681-1683 (in Korean). 

  2. Hwang, J. H., Han, K. Y., Nam, K. Y. and Choi, S. Y. (2009). "The 2D finite element analysis in Nakdong-Kumho river junction using GIS." Journal of The Korean Association of Geographic Information Studies, Vol. 12, No. 3, pp. 21-34. 

  3. Jang, C. L., Kim, J. K. and Ko, I. H. (2006). "Numerical simulation of flow and bed change at the confluence of the Geum river and Mihocheon.", Journal of Korean Wetlands Society, Vol. 8, No. 3, pp. 91-103 (in Korean). 

  4. Jung, S. H. (2015). "Experimental and numerical study of Two- Dimensional mixing based on the conductivity tracing in natural streams." Master's Degree. Dissertation, Seoul National University. 

  5. Kim, T. W., Kim, Y. D. and Yi. Y. K. (2012). "A study on field experiment and numerical modeling for efficiency analysis of selective withdrawal in Imha reservoir", Journal of Korean Society of Civil Engineers, Vol. 32, No. 2, pp. 113-121 (in Korean). 

  6. Kim, Y. D., Lee, N. J., Heo, S. N., Shin, C. K. and Yang, S. Y. (2006). "Numerical simulation for mixing behavior of turbidity solids near river confluences." Proceeding. of Communal Spring Conference, Korean Society on Water Environment and Korean Society of Water & Wastewater, Vol. 2006, pp. 1137-1142 (in Korean). 

  7. Lane, E. W. (1947). "Report of the subcommittee on sediment terminology." Transactions, AGU, Vol. 28, No. 6, Washington, D. C., Dec. 

  8. Mueller, D. S. and Wagner C. R. (2009). "Measuring discharge with acoustic doppler current profilers from a moving boat." US Department of the Interior, US Geological Survey. 

  9. Park, Y. S. (2003). "The analysis of hydraulic characteristics depending upon the variation of discharge and approaching angle at channel junctions." Ph.D. Dissertation, Incheon National University. 

  10. Seo, I. W. and Cheong, T. S. (1998). "Predicting longitudinal dispersion coefficient in natural streams." Journal of Hydraulic Engineering, Vol. 123, No. 1, pp. 25-32. 

  11. Seo, I. W. and Jung, S. H. (2014). "Anlysis of Two-dimensional mixing of dissolved contaminants in Nakdong river." Proceeding of Korean Society Civil Engineers Conference, Korean Society of Civil Engineers, Vol. 2014, pp.549-550 (in Korean). 

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