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문제 정의
- 수리실험의 결과로부터 횡월류위어 위치 변화에 따른 유량 분담량의 변화는 미미하였으나, 본류의 수위 저감에 영향을 미친다는 결과를 확인하였다. 따라서 횡월류위어 위치 변화에 따라 발생되는 수위 저감 효과를 예측하고, 홍수조절지 계획 단계에서 횡월류위어의 선정 위치에 따른 홍수 조절 효과에 대한 기초적인 예측자료를 제공하고자 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감율에 대해 경험식을 산정하였다. 수위 저감율의 경험식 산정을 위한 자료는 횡월류위어 1개소 운영시의 결과를 이용하였으며, Fig.
- 본 연구에서는 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 검토하기 위해 수리모형실험을 수행하였다. 실험수로는 횡월류위어의 설치에 의한 일반적인 수리학적 현상을 분석하고자 직선수로로 단순화하여 제작하였으며, 홍수조절지 하류부 구간의 수위 조절을 목적으로 함께 운영되고 있는 수문 시설의 영향을 고려하기위해 2문의 방사형 수문을 제작하여 수로에 설치하였다.
- 홍수발생 시 제방 월류로 인한 피해를 저감시키기 위해 홍수조절지의 설치에 따른 본류 내 수위 저감 효과를 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 홍수조절지의 수위 저감 효과를 분석하기 위해 횡월류위어를 1개소 설치했을 때 위치 변화에 따른 본류 내 수위 변화를 비교하였다. 횡월류위어의 운영 위치는 수문으로부터 0.
가설 설정
- 실제 홍수조절지는 수문 등 다른 하천시설물과 연계되어 운영되기 때문에 정확한 성능 검토를 위해서는 시설물의 공조운영에 대한 고려가 필요하다. 본 연구에서는 홍수 시 수문 운영으로 하류 수위가 조절된다는 가정 하에, 홍수조절지로 인해 상류에서 발생되는 홍수 저감 효과를 수리실험을 이용해 검토하였다. 수문 시설의 영향을 고려하고자 홍수조절지의 횡월류위어 하류에 수문 모형을 설치하였으며, 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감율에 대한 경험식을 산정하였다.
- 일반적으로 수로에 설치된 횡월류위어의 길이는 길지 않기 때문에 S0-Sf = 0으로 가정할 수 있다. 즉, 비에너지 E가 횡월류위어 전 구간에 대해 일정하다고 가정할 수 있다. De Marchi (1934)는 횡월류부 길이 방향에 대해 변하지 않는 일정한 크기의 유량계수 CM을 가정하고 본류를 1차원 직사각형 수로로 가정해, 단위길이당 월류량인 qw (m2/s)를 Eq.
제안 방법
- 35%이며 하류단에 테일게이트(tail gate)를 제작해 수위를 조절할 수 있도록 하였다. 또한 횡월류위어의 위치를 조절할 수 있도록 수로 측벽을 폭 0.1 m, 높이 0.5 m의 유리판을 사용해 탈부착이 가능하도록 제작하였으며, 횡월류위어의 높이는 0.18 m로 제작하였다. 하류단으로부터 2 m 상류 지점에 2문의 방사형 수문을 제작해 설치하였으며, 수위 측정 구역은 수문으로 부터 상류 3 m 구간으로 설정하였다.
- 또한, 실험결과로부터 1개소 횡월류위어 운영 시 위치 변화에 따른 수위저감율에 대한 경험식을 제안하였다. 제안된 경험식의 R2는 0.
- 실험수로는 횡월류위어의 설치에 의한 일반적인 수리학적 현상을 분석하고자 직선수로로 단순화하여 제작하였으며, 홍수조절지 하류부 구간의 수위 조절을 목적으로 함께 운영되고 있는 수문 시설의 영향을 고려하기위해 2문의 방사형 수문을 제작하여 수로에 설치하였다. 방사형 수문 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화와 분담 유량을 측정하였다. 횡월류위어 1개소를 운영 할 경우, 횡월류위어의 이격거리가 0.
- 본 연구에서는 홍수조절지의 성능 향상을 위한 횡월류위어의 위치를 결정하기 위해 모형수로를 제작하였다(Fig. 1). 수로의 길이는 10.
- 5가 되면 더 이상 실제 현상에 부합하지 않는다고 주장하기도 하였다(Hager and Volkart, 1986). 본 연구에서는 횡월류위어의 유량 분담량 측정 결과를 검증하기 위해 유량계수 산정식의 가장 기본이 될 수 있는 De Marchi의 횡월류위어 유량계수 제안식을 이용해 유량을 계산하고 실험에서 측정된유량과 비교하였다.
- 분담 유량의 경우, 유량 측정의 편의를 위해 물받이 수조를 추가로 제작하고 횡월류위어로부터 분담되는 유량을 받아 물받이 수조의 사각위어로 유출되는 유량을 측정하였다(Fig. 2).
- 횡월류위어의 위치 변화에 따른 분담 유량을 함께 측정하였으며, 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 최적 효율을 나타내는 횡월류위어의 위치 조건을 검토하였다. 수로 내 설치되어 있는 수문 개방고를 일정 높이로 고정함으로써, 수위 변화 관측 대상 구역에서 횡월류위어의 위치 변화에 대한 영향만을 관측할 수 있도록 하였다. 분담 유량의 경우, 유량 측정의 편의를 위해 물받이 수조를 추가로 제작하고 횡월류위어로부터 분담되는 유량을 받아 물받이 수조의 사각위어로 유출되는 유량을 측정하였다(Fig.
- 하류단으로부터 2 m 상류 지점에 2문의 방사형 수문을 제작해 설치하였으며, 수위 측정 구역은 수문으로 부터 상류 3 m 구간으로 설정하였다. 수로 내 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 변화를 측정하기 위해 용량식 파고계를 설치해 수문으로부터 0.1 m 간격으로 총 30지점의 수위를 측정하였다. 횡월류위어의 위치 변화에 따른 분담 유량을 함께 측정하였으며, 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 최적 효율을 나타내는 횡월류위어의 위치 조건을 검토하였다.
- 1). 수로의 길이는 10.0 m, 측벽의 높이는 0.5 m, 수로경사는 0.35%이며 하류단에 테일게이트(tail gate)를 제작해 수위를 조절할 수 있도록 하였다. 또한 횡월류위어의 위치를 조절할 수 있도록 수로 측벽을 폭 0.
- 수문 시설의 영향을 고려하고자 홍수조절지의 횡월류위어 하류에 수문 모형을 설치하였으며, 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감율에 대한 경험식을 산정하였다. 수리실험 중 수문 조건은 개방고 9 cm로 고정하였으며, 수문의 다양한 운영 조건 변화에 따른 홍수조절지의 성능 변화는 본 연구에서는 다루지 않았다.
- 4 m씩 이동 하였으며, 총 6개 지점에 대해 수위 변화를 측정하였다. 수문 상류부에서 측정한 수위 변화를 비교해 횡월류위어의 위치변화에 따른 홍수조절능력을 검토하였다. Fig.
- 본 연구에서는 홍수 시 수문 운영으로 하류 수위가 조절된다는 가정 하에, 홍수조절지로 인해 상류에서 발생되는 홍수 저감 효과를 수리실험을 이용해 검토하였다. 수문 시설의 영향을 고려하고자 홍수조절지의 횡월류위어 하류에 수문 모형을 설치하였으며, 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 횡월류위어의 위치에 따른 수위 저감율에 대한 경험식을 산정하였다. 수리실험 중 수문 조건은 개방고 9 cm로 고정하였으며, 수문의 다양한 운영 조건 변화에 따른 홍수조절지의 성능 변화는 본 연구에서는 다루지 않았다.
- Froude 수는 수문 상류 방향 6 m 지점을 기준으로 계산하였다. 수문 시설의 영향을 고려하고자 횡월류위어 하류에 2문의 방사형 수문을 설치하고 수문 개방고를 9 cm로 고정하였다. 횡월류위어는 총 2개소까지 운영해 수위 변화를 측정하였으며, 1개소 운영 시에는6가지 위치 조건에 대한 수위 변화를 비교하였다.
- 수문 시설의 영향을 고려한 횡월류위어의 최적 위치 검토를 위해 Table 1과 같이 3가지 유입유량 조건과 6가지 위치 조건에 따른 수위 저감 효과를 검토하였다. Froude 수는 수문 상류 방향 6 m 지점을 기준으로 계산하였다.
- 본 연구에서는 홍수조절지 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 검토하기 위해 수리모형실험을 수행하였다. 실험수로는 횡월류위어의 설치에 의한 일반적인 수리학적 현상을 분석하고자 직선수로로 단순화하여 제작하였으며, 홍수조절지 하류부 구간의 수위 조절을 목적으로 함께 운영되고 있는 수문 시설의 영향을 고려하기위해 2문의 방사형 수문을 제작하여 수로에 설치하였다. 방사형 수문 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화와 분담 유량을 측정하였다.
- 18 m로 제작하였다. 하류단으로부터 2 m 상류 지점에 2문의 방사형 수문을 제작해 설치하였으며, 수위 측정 구역은 수문으로 부터 상류 3 m 구간으로 설정하였다. 수로 내 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 변화를 측정하기 위해 용량식 파고계를 설치해 수문으로부터 0.
- 95 m 이후에는 수위 저감 효과가 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 홍수조절을 위해 2개소의 횡월류위어를 운영하는 상황을 가정해 좌안과 우안의 횡월류위어 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 효과를 분석하였다. 횡월류위어 2개소 운영 시의 실험 조건은 횡월류위어 1개소를 운영할 때 수심 저감 효과가 크게 나타나지 않았던 이격거리 0.
- 횡월류위어는 총 2개소까지 운영해 수위 변화를 측정하였으며, 1개소 운영 시에는6가지 위치 조건에 대한 수위 변화를 비교하였다. 홍수조절지가 2개인 경우를 가정해, 횡월류위어 1개소 운영결과를 바탕으로 선정한 3가지 위치조건에 대해 2번째 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화를 측정하였다. 횡월류위어 1개소를 운영할 때 수심 변화가 크게 나타나지 않고 유사하게 확인된 세 가지 위치 조건(0.
- 홍수조절지의 성능 검증을 위해 횡월류위어로 유출되는 유량을 계산할 필요가 있다. 횡월류위어 1개소 운영 시 위어의 위치 변화에 따른 유량 분담 효과를 비교하고 효율적인 유량 배제를 위한 횡월류위어의 최적 위치를 결정하였다. 휭월류 위어로 분담되는 유량을 측정하기 위해 추가적인 물받이 수조를 제작하고 사각위어를 설치해 횡월류위어에서 유입되는 유량을 받아 분담 유량을 측정하였다.
- 홍수조절지가 2개인 경우를 가정해, 횡월류위어 1개소 운영결과를 바탕으로 선정한 3가지 위치조건에 대해 2번째 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화를 측정하였다. 횡월류위어 1개소를 운영할 때 수심 변화가 크게 나타나지 않고 유사하게 확인된 세 가지 위치 조건(0.75 m, 1.15 m, 1.55 m)을 2개소 횡월류위어 운영 시 위치 조건으로 선정하였으며, 양안 횡월류위어의 위치 변화로 수심 변동량이 발생하는지 확인하였다.
- 홍수조절을 위해 2개소의 횡월류위어를 운영하는 상황을 가정해 좌안과 우안의 횡월류위어 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 효과를 분석하였다. 횡월류위어 2개소 운영 시의 실험 조건은 횡월류위어 1개소를 운영할 때 수심 저감 효과가 크게 나타나지 않았던 이격거리 0.75 m와 1.15 m, 1.55 m, 세 가지 조건을 선정해 Table 1과 같이 좌안 횡월류위어의 이격거리를 1.15 m로 고정하고 우안의 횡월류위어의 이격거리를 수문 상류방향으로 0.75 m, 1.15 m, 1.55 m로 변화시키며 수위 변화에 변동성이 발생하는지 확인하였다. Fig.
- 수문 시설의 영향을 고려하고자 횡월류위어 하류에 2문의 방사형 수문을 설치하고 수문 개방고를 9 cm로 고정하였다. 횡월류위어는 총 2개소까지 운영해 수위 변화를 측정하였으며, 1개소 운영 시에는6가지 위치 조건에 대한 수위 변화를 비교하였다. 홍수조절지가 2개인 경우를 가정해, 횡월류위어 1개소 운영결과를 바탕으로 선정한 3가지 위치조건에 대해 2번째 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화를 측정하였다.
- 본 연구에서는 홍수조절지의 수위 저감 효과를 분석하기 위해 횡월류위어를 1개소 설치했을 때 위치 변화에 따른 본류 내 수위 변화를 비교하였다. 횡월류위어의 운영 위치는 수문으로부터 0.35 m 상류지점을 기준으로 0.4 m씩 이동 하였으며, 총 6개 지점에 대해 수위 변화를 측정하였다. 수문 상류부에서 측정한 수위 변화를 비교해 횡월류위어의 위치변화에 따른 홍수조절능력을 검토하였다.
- 1 m 간격으로 총 30지점의 수위를 측정하였다. 횡월류위어의 위치 변화에 따른 분담 유량을 함께 측정하였으며, 수위 저감 효과와 유량 분담 효과를 분석하고 최적 효율을 나타내는 횡월류위어의 위치 조건을 검토하였다. 수로 내 설치되어 있는 수문 개방고를 일정 높이로 고정함으로써, 수위 변화 관측 대상 구역에서 횡월류위어의 위치 변화에 대한 영향만을 관측할 수 있도록 하였다.
- 횡월류위어 1개소 운영 시 위어의 위치 변화에 따른 유량 분담 효과를 비교하고 효율적인 유량 배제를 위한 횡월류위어의 최적 위치를 결정하였다. 휭월류 위어로 분담되는 유량을 측정하기 위해 추가적인 물받이 수조를 제작하고 사각위어를 설치해 횡월류위어에서 유입되는 유량을 받아 분담 유량을 측정하였다. 사각위어의 유량공식은Eq.
대상 데이터
- 따라서 횡월류위어 위치 변화에 따라 발생되는 수위 저감 효과를 예측하고, 홍수조절지 계획 단계에서 횡월류위어의 선정 위치에 따른 홍수 조절 효과에 대한 기초적인 예측자료를 제공하고자 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감율에 대해 경험식을 산정하였다. 수위 저감율의 경험식 산정을 위한 자료는 횡월류위어 1개소 운영시의 결과를 이용하였으며, Fig. 4로부터 본류의 수위는 유입유량(Q)과 횡월류위어의 이격거리(D) 변화에 따라 선형적으로 변화하는 결과를 나타냈다. 따라서 경험식 산정을 위해유입유량을 Froude 수(Fr)로 무차원화하고 수문으로부터 횡월류위어까지의 이격거리를 수로 폭 대비 이격거리(D/B)로 무차원화 해 무차원변수에 대한 수위저감율(Wr , %)의 변화를 확인한 결과, Figs.
데이터처리
- 측정된 유량을 검증하기 위해 이론식으로부터 도출된 Eq.(3)의 유량 계산 결과와 비교하였다. Eq.
- 수위저감율의 경험식은 앞서 정의한 무차원변수들을 이용해 산정하였으며, 다중선형회귀분석의 방법을 이용해 경험식의 계수를 결정하였다. 산정된 경험식은 Eq.
이론/모형
- 7와 같이 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 측정 결과와 Eq. (7)의 De Marchi 유량계수 공식을 이용해 유출량을 계산하였다. Table 2는 유입유량 0.
- 사각위어의 유량공식은Eq. (8)의 Francis 유량산정 공식을 이용해 분담 유량을 계산 하였다.
성능/효과
- 물받이 수조의 사각위어의 유량공식을 이용해 계산한 유출량과 Eq. (7)을 이용해 계산한 유출량을 비교한 결과, 0.7~3.3%의 오차로 유출량 계산 결과가 비교적 정확히 계산된 것으로 나타났다.
- 횡월류위어의 위치에 따라 수위가 변화되고 유량 분담량의 변화는 크게 없는 것으로 보아, 횡월류위어의 위치가 수문으로부터 가까울수록 수문에 의한 배수 효과와 횡월류위어의 유출 효과가 중첩되어 전체적인 수로 내 수위가 낮아지는 것으로 판단된다. 2개소의 횡월류위어를 운영할 경우 최대 수위 저감 효과는 유입유량에 따라 12.0~23.3%로 나타났으며, 최소 수위 저감 효과는 11.8~23.2%로 나타났다. 횡월류위어가 2개 이상 운영될 경우, 수문으로 인한 배수 효과가 수로 내 흐름에 영향을 주기 전부터 상류 구간에서 분담 가능한 저류 공간이 크게 늘어나기 때문에 수문 배수와 횡월류위어의 복합적인 흐름 효과가 감소하여 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감 효과에 큰 변화가 없는 것으로 판단된다.
- 3은 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 측정값을 비교한 결과이다. Fig. 3의 결과로부터 횡월류위어 설치에 따른 수위 감소 효과를 확인할 수 있으며, 유입유량이 증가함에 따라 수위가 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났다. 횡월류위어의 위치에 따른 수위 감소 효과를 비교한 결과, 횡월류위어가 하류 수문에 가장 가까이 있을 때(이격거리 0.
- 8은 횡월류위어의 위치 변화에 따른 유량 분담률의 변화를 도시한 그래프이다. 그 결과, 유입유량이 증가할수록 횡월류위어를 통한 유량 분담률이 비례해 증가하는 경향을 나타냈다. 횡월류위어 위치에 따른 유량 분담률을 하류 수문에서 가장 가까운 이격거리 0.
- 5는 우안에 추가적으로 설치한 횡월류위어의위치 변화에 따른 수위 변화를 비교한 그래프이다. 그 결과, 횡월류위어를 1개소 운영할 때보다 수위가 감소되었으나, 우안 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감 효과는 크지 않은 것으로 나타났다. Fig.
- 우안 횡월류위어의 위치가 상류로 이동함에 따라 수위저감률이 점차 감소하였으나, 위치에 따른 차이가 크지 않은 것으로 나타났다. 따라서 2개소의 횡월류위어 운영 시, 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수위 저감 효과의 변동은 크지 않지만 1개소의 횡월류위어를 운영할 때 보다 유입유량을 분담할 수 있는 저류공간이 늘어남에 따라 전체적인 수로 내 수위는 더욱 크게 감소한 것을 알 수 있다.
- 따라서 경험식 산정을 위해유입유량을 Froude 수(Fr)로 무차원화하고 수문으로부터 횡월류위어까지의 이격거리를 수로 폭 대비 이격거리(D/B)로 무차원화 해 무차원변수에 대한 수위저감율(Wr , %)의 변화를 확인한 결과, Figs.
- 그 결과, 수위저감율 계산값이 실험결과와 일치하지는 않지만 유사한 경향을 나타냈다. 따라서 직선 구간의 하천에 홍수조절지 도입을 고려할 경우, 홍수조절지 하류에 하류부 수위 조절을 위한 수문 시설이 위치해 있고 하천의 유입유량과 하폭, 수문으로부터 횡월류위어의 이격거리를 알고 있을 때 홍수조절지 도입으로 인한수문 상류부의 수위 저감 효과를 사전에 개략적으로 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 수문 하류부 수위 조절을 위한 다양한 수문 운영 조건을 고려하지 않았으며, 직선수로를 대상으로 실험을 수행하였기 때문에 수문 운영이 변화하는 홍수 시와 사행하천과 같이 복잡한 형상의 하천에 홍수조절지를 설치할 경우 Eq.
- 35 m에서 가장 큰 유량 분담률을 나타내었으나, Table 2의 계산 결과와 같이 횡월류위어 위치 변화에 따른 유량 분담량 변화에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 횡월류위어의 위치 변화로 인한 유량 분담 효과는 크지 않으며 횡월류위어의 위치가 수문으로부터 가까울수록 수문에 의한 배수 효과와 횡월류위어의 유출 효과가 중첩되어 다른 실험조건에 비해 수로 내 수위가 낮아지는 것으로 판단된다.
- 수리실험의 결과로부터 횡월류위어 위치 변화에 따른 유량 분담량의 변화는 미미하였으나, 본류의 수위 저감에 영향을 미친다는 결과를 확인하였다. 따라서 횡월류위어 위치 변화에 따라 발생되는 수위 저감 효과를 예측하고, 홍수조절지 계획 단계에서 횡월류위어의 선정 위치에 따른 홍수 조절 효과에 대한 기초적인 예측자료를 제공하고자 횡월류위어 위치 변화에 따른 수위 저감율에 대해 경험식을 산정하였다.
- 5%로 상승하는 것으로 나타났다. 이격거리의 변화에 따른 수위저감률을 비교한 결과, 모든 유입유량 조건에 대해 이격거리가 증가함에 따라수위저감률이 감소하는 것으로 나타났다. 이격거리가 1.
- 또한, 실험결과로부터 1개소 횡월류위어 운영 시 위치 변화에 따른 수위저감율에 대한 경험식을 제안하였다. 제안된 경험식의 R2는 0.99로 산정되었으며, 경험식을 이용한 계산 결과와 실험 측정값을 비교한 결과, 평균절대백분비오차(MAPE)가 1.85%로 계산되어 매우 높은 적합도를 나타냈다. 본 연구에서 수행한 실험과 동일하게 하류에 수문 시설이 있는 직선형 하도에서 유입유량과 수문으로부터 횡월류위어까지의 이격거리를 알고 있을 경우, 홍수조절지 위치 변화에 따른 수위 저감 효과를 사전에 간략하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
- 횡월류위어 1개소 운영 결과, 횡월류위어가 수문으로부터 가장 가까울 때(이격거리 0.35 m) 수위 저감 효과가 가장 크게 나타났으며, 이격거리 1.95 m 이후에는 수위 저감 효과가 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 홍수조절을 위해 2개소의 횡월류위어를 운영하는 상황을 가정해 좌안과 우안의 횡월류위어 위치 변화에 따른 수로 내 수위 저감 효과를 분석하였다.
- 방사형 수문 상류 방향으로 횡월류위어의 위치를 변화시키며 수위 변화와 분담 유량을 측정하였다. 횡월류위어 1개소를 운영 할 경우, 횡월류위어의 이격거리가 0.35 m로 수문에서 가장 가까울 때 유입유량에 따라 8.7~17.5%의 가장 큰 수위 저감 효과를 나타냈으며, 수문으로부터 위치가 멀어질수록 이격거리0.35 m 기준 최대 13%까지 수위 저감 효과가 감소되었다. 횡월류위어의 위치 변화에 따른 분담 유량도 수위 저감 효과와 유사하게 수문에서 가장 가까운 이격거리 0.
- 그 결과, 유입유량이 증가할수록 횡월류위어를 통한 유량 분담률이 비례해 증가하는 경향을 나타냈다. 횡월류위어 위치에 따른 유량 분담률을 하류 수문에서 가장 가까운 이격거리 0.35 m에서 가장 큰 유량 분담률을 나타내었으나, Table 2의 계산 결과와 같이 횡월류위어 위치 변화에 따른 유량 분담량 변화에는 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 따라서 횡월류위어의 위치 변화로 인한 유량 분담 효과는 크지 않으며 횡월류위어의 위치가 수문으로부터 가까울수록 수문에 의한 배수 효과와 횡월류위어의 유출 효과가 중첩되어 다른 실험조건에 비해 수로 내 수위가 낮아지는 것으로 판단된다.
- 35 m 기준 최대 13%까지 수위 저감 효과가 감소되었다. 횡월류위어의 위치 변화에 따른 분담 유량도 수위 저감 효과와 유사하게 수문에서 가장 가까운 이격거리 0.35 m에서 유입유량에 따라 61.9~65.6%로 가장 큰 유량 분담률을 나타냈지만, 수문에서 가장 먼 이격거리 2.35 m에서 61.4~64.9%의 가장 낮은 유량 분담률을 확인, 유량 분담율의 경우 횡월류위어의 위치 조건과 관계없이 전체적으로 유사한 것으로 확인되었다. 횡월류위어의 위치에 따라 수위가 변화되고 유량 분담량의 변화는 크게 없는 것으로 보아, 횡월류위어의 위치가 수문으로부터 가까울수록 수문에 의한 배수 효과와 횡월류위어의 유출 효과가 중첩되어 전체적인 수로 내 수위가 낮아지는 것으로 판단된다.
- 9%의 가장 낮은 유량 분담률을 확인, 유량 분담율의 경우 횡월류위어의 위치 조건과 관계없이 전체적으로 유사한 것으로 확인되었다. 횡월류위어의 위치에 따라 수위가 변화되고 유량 분담량의 변화는 크게 없는 것으로 보아, 횡월류위어의 위치가 수문으로부터 가까울수록 수문에 의한 배수 효과와 횡월류위어의 유출 효과가 중첩되어 전체적인 수로 내 수위가 낮아지는 것으로 판단된다. 2개소의 횡월류위어를 운영할 경우 최대 수위 저감 효과는 유입유량에 따라 12.
- 3의 결과로부터 횡월류위어 설치에 따른 수위 감소 효과를 확인할 수 있으며, 유입유량이 증가함에 따라 수위가 큰 폭으로 감소하는 것으로 나타났다. 횡월류위어의 위치에 따른 수위 감소 효과를 비교한 결과, 횡월류위어가 하류 수문에 가장 가까이 있을 때(이격거리 0.35 m) 수위 저감 효과가 가장 큰것으로 확인되었으며, 수문으로부터 멀어질수록 수위 저감 효과가 감소하는 것으로 나타났다. 수위 저감 효과의 정량적 분석을 위해 횡월류위어에서 하류수문까지의 이격거리에 따른 수위 저감률을 Fig.
후속연구
- 85%로 계산되어 매우 높은 적합도를 나타냈다. 본 연구에서 수행한 실험과 동일하게 하류에 수문 시설이 있는 직선형 하도에서 유입유량과 수문으로부터 횡월류위어까지의 이격거리를 알고 있을 경우, 홍수조절지 위치 변화에 따른 수위 저감 효과를 사전에 간략하게 예측할 수 있을 것으로 판단된다. 하지만 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수리학적 현상만을 검토하기 위해 실험수로를 직선구간으로 단순화하였으며, 수문 시설의 영향을 확인하기 위해 수문을 설치 후 운영하였지만, 다양한 수문 운영 방안의 변화는 반영되지 않아 실제 국내 도입된 홍수조절지에 적용하기에는 시기상 어려움이 있을 것으로 판단된다.
- 하지만 횡월류위어의 위치 변화에 따른 수리학적 현상만을 검토하기 위해 실험수로를 직선구간으로 단순화하였으며, 수문 시설의 영향을 확인하기 위해 수문을 설치 후 운영하였지만, 다양한 수문 운영 방안의 변화는 반영되지 않아 실제 국내 도입된 홍수조절지에 적용하기에는 시기상 어려움이 있을 것으로 판단된다. 향후 다양한 수문 운영 조건에 따른 효과 변화와 만곡부에 대한 추가적인 실험 검증 자료를 보완하여 실제 현장 조건에 적용 가능한 경험식 산정으로 홍수조절지 설계 시 위치 조건에 따른 수위 저감 효과를 사전에 예측해 볼 수 있는 의사결정자료를 제공하고자 한다.
- 홍수발생 시 제방 월류로 인한 피해를 저감시키기 위해 홍수조절지의 설치에 따른 본류 내 수위 저감 효과를 검토할 필요가 있다. 본 연구에서는 홍수조절지의 수위 저감 효과를 분석하기 위해 횡월류위어를 1개소 설치했을 때 위치 변화에 따른 본류 내 수위 변화를 비교하였다.
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