[논문]댐 펄스방류로 인한 하천의 지형변화 수치모의 분석(영주댐 중심으로)

백태효; 장창래; 이경수

doi:10.3741/jkwra.2023.56.12.871

[국내논문] 댐 펄스방류로 인한 하천의 지형변화 수치모의 분석(영주댐 중심으로)
Numerical analysis of geomorphic changes in rivers due to dam pulse discharge of Yeongju Dam 원문보기

Journal of Korea Water Resources Association = 한국수자원학회논문집, v.56 no.12, 2023년, pp.871 - 881

백태효 (한국교통대학교 토목공학과) , 장창래 (국립한국교통대학교 건설환경도시교통공학부 사회기반공학전공) , 이경수 (행정안전부 국립재난안전연구원)

초록
AI-Helper

본 연구에서는 영주댐 하류 하천을 대상으로 2차원 수치모형인 Nays2DH를 적용하여 펄스방류 등 다양한 유량 조건에서 하류 하천의 역동성을 파악하기 위해 하도의 지형변화 특성 및 하상기복지수를 분석하였다. 수치모의에 적용되는 유량패턴은 등류 흐름, 정규화된 단일홍수, 펄스방류, 그리고 정규화된 펄스방류 등 4개의 유형이다. 수치모의 결과, 정규화를 적용한 펄스방류 조건일 때 하상고 및 하도의 변화가 가장 큰 것으로 나타났다. 총 하상 변화량은 등류 흐름 조건일 때 29.88 m, 정규화된 단일 홍수 조건일 때 27.46 m, 펄스 방류일 때 29.63 m 그리고 정규화된 펄스 방류일 때 31.87 m로이며, 이 조건에서 세굴과 퇴적의 변동 폭이 가장 크게 나타났다. 하상기복지수(BRI)를 분석한 결과, 등류 조건, 펄스방류, 그리고 정규화된 펄스방류 조건은 시간이 지날수록 BRI가 증가한다. 그러나, 정규화된 단일홍수에서는 첨두유량(14 hrs) 이후 30 hrs 까지 BRI가 급격하게 증가하지만, 그 이후부터는 증가 폭이 점점 감소하고, 56 hrs부터는 감소하였다. 수치모의가 끝날 때(72 hrs) BRI는 등류일 때 2.95, 정규화된 단일홍수일 때 3.31, 펄스방류일 때 3.34, 정규화된 펄스방류일 때 3.78이다. 따라서, 정규화된 펄스방류가 단일홍수나 등류보다 더 큰 역동성을 줄 수 있고, 하류로 갈수록 역동성이 커지면서 댐 하류하천의 환경개선에 효과를 가져올 수 있을 것으로 기대한다.

Abstract ▼ AI-Helper

This study investigates the geomorphic changes and Bed Relief Index of the river downstream of the Yeongju Dam by Nays2DH, a two-dimensional numerical model, in order to grasp the dynamics of the downstream river while applying various flow patterns such as pulse discharge. It shows that the geomorphic and the bed elevations changes are the largest under the condition of the normalized pulse discharge. The total change in the riverbed is 29.88 m for uniform flow, 27.46 m for normalized hydrograph, 29.63 m for pulse flow and 31.87 m for pulse flow with normalized hydrograph which result in the largest variation in scour and deposition. The Bed Relief Index (BRI) increases with time under conditions of uniform flow, pulse flow and pulse flow with normalized hydrograph. However, BRI increased rapidly until 30 hrs after the peak flow (14 hrs), but decreased from 56 hrs under the condition of normalized hydrograph. Therefore, the condition of normalized hydrograph gives greater dynamics than the condition of a single flood or constant flow, and the dynamics increase downstream than upstream, resulting in an effect on improving the environment of the river downstream of the dam.

Keyword

표/그림 (12)

그림 Fig. 1. Flow rate diagram of pulse
그림 Fig. 2. Discharge hydrograph for numerical modeling conditions
표 Table 1. Flow conditions for numerical simulations
그림 Fig. 3. Result of unsteady simulation (Observed value - Nays2DH)
표 Table 2. Mean verification index (Observed value-Nays2DH)
그림 Fig. 4. Result of unsteady simulation (HEC-RAS - Nays2DH)
그림 Fig. 5. Analysis point
그림 FIg. 6. Elevation change in longitudinal section by simulation
표 Table 3. Mean verification index (HEC-RAS-Nays2DH)
그림 Fig. 7. Comparative analysis by simulation
그림 Fig. 8. Bed Relief Index (BRI) due to flow change
표 Table 4. Total change by section (m)

참고문헌 (24)

Ashida, K., and Michiue, M. (1972). "Study on hydraulic resistance？and bed-load transport rate in alluvial streams." Transactions,？Japan Society of Civil Engineering, JSCE, Vol. 1972, No. 206, pp. 59-64.
Baek, T.H. (2020). Numerical analysis of effect of flow pluses on？geomorphic changes downstream of dam. Master Thesis,？Korea National University of Transportation.
Brandt, S.A. (2000). "Classification of geomorphological effects？downstream of dams." Catena, Vol. 40, No. 4, pp. 375-401.

상세보기
Bunte, K. (2004). Gravel mitigation and augmentation below hydroelectric？dams: A geomorphological perspective. Report to the？Stream Systems Technology Center, USDA, Forest Service,？Rocky Mountain Research Station, Fort Collins, CO, U.S.
Chai, T., and Draxler, R.R. (2014). "Root mean square error？(RMSE) or mean absolute error (MAE)? Arguments against？avoiding RMSE in the literature." Geoscientific Model？Development, Vol. 7, No. 3, pp. 1247-1250.

상세보기
Cui, Y., Parker, G., Lisle, T.E., Gott, J., Hansler-Ball, M.E., Pizzuto,？J.E., Allmendinger, N., and Reed, J.M. (2003). "Sediment？pulses in mountain rivers: 1. experiments." Water Resources？Research, Vol. 39, No. 9. 1239. doi: 10.1029/2002WR001803.

상세보기
Engelund, F. (1974). "Bed Characteristics in alluvial channel bends."？Journal of the Hydraulics Division, ASCE, Vol. 100, No. 11, pp. 1631-1648.

상세보기
Galay, V.J. (1983). "Causes of river bed degradation." Water？Resouroes Research, Vol. 19, No. 5, pp. 1057-1090.

상세보기
Gupta, H.V., and Kling, H. (2011). "On typical range, sensitivity, and？normalization of Mean Squared Error and Nash-Sutcliffe？Efficiency type metrics." Water Resources Research, Vol. 47,？No. 10, W10601. doi: 10.1029/2011WR010962.

상세보기
Hoey, T.B., and Sutherland, A.J. (1991). "Channel morphology and？bedload pulses in braided rivers: A laboratory study." Earth？Surface Processes and Landforms, Vol. 16, pp. 447-462.

상세보기
Jang, C.-L. (2013). "Experimental analysis of the morphological？changes of the vegetated channels." Journal of Korea Water？Resources Association, KWRA, Vol. 46, No. 9, pp. 909-919.

원문보기 상세보기
Jang, C-L., and Shimizu, Y. (2010). "Numerical simulation of sand？bars downstream of Andong Dam." Journal of Civil and？Environmental Engineering Research, KSCE, Vol. 30, No. 4B, pp. 379-388.
Jang, C-L., and Woo, H.S. (2009). "Analysis of bed material changes？by flushing flow from Daecheong Dam." Journal of Korea？Water Resources Association, KWRA, Vol. 42, No. 10, pp. 845-855.

원문보기 상세보기
Kang, K.-H., Jang, C.-L., Lee, G.H., and Jung, K. (2016). "Numerica？zl analysis of the morphological changes by sediment？supply at the downstream channel of Youngju Dam." Journal？of Korea Water Resources Association, KWRA, Vol. 49, No. 8, pp. 693-705. doi: 10.3741/JKWRA.2016.49.8.693

원문보기 상세보기
Kondolf, G.M. (1997). "Hungry water: Effects of dams and gravel？mining on river channels." Environmental Management, Vol. 21, No. 4, pp. 533-552.

상세보기
Korea Water Resources Association (KWRA) (2009). River design？standard commentary.
Lee, T.H., and Kim, S.H. (2021). "Analysis of changes in cross section？and flow rate due to vegetation establishment in Naeseong？Stream." Journal of Korea Water Resources Association,？KWRA, Vol. 54, No. 3, pp. 203-215.

원문보기 상세보기
Ministry of Landm Infrastructure and Transport (MOLIT) (2012).？Basic river plan for the midstream area of Naeseongcheon？Stream.
National Water Commission (NWC) (2009). Pulsed flows: A riview？of environmental costs and benefits and best practice. Canberra,？Australia.
Page, K., Read, A., Frazier, P., and Mount, N. (2005). "The effect of？altered flow regime on the frequency and duration of bankfull？discharge: Murrumbidgee River, Australia." River Research？and Applications, Vol. 21, No. 5, pp. 567-578.

상세보기
Pitlick, J., and Wilcock, P. (2001). "Relations between streamflow,？sediment transport, and aquatic habitat in regulated rivers."？Geomorphic Processes and Riverine Habitat, Vol. 4, pp. 185-198.
Shin, Y.H., and Julien, P.Y. (2011). "Effect of flow pulses on？degradation downstream of Hapcheon Dam, South Korea."？Journal of Hydraulic Engineering, ASCE, Vol. 137, No. 1, pp. 100-111.

상세보기
Watanabe, A., Fukuoka, S., Yasutake, Y., and Kawaguchi, H. (2001).？"Method for arranging vegetation griffons at bends for control？of bed variation." Collection of Papers on River Engineering,？Vol. 7, pp. 285-290.
Williams, G.P., and Wolman, M.G. (1984). Downstream effects of？dams on Alluvial Rivers. United States Geological Survey？Professional Paper, 1286, U.S. Government Printing Office？Washington, D.C., U.S.

저자의 다른 논문 :

활용도 분석정보

상세보기

다운로드

내보내기

활용도 Top5 논문

해당 논문의 주제분야에서 활용도가 높은 상위 5개 콘텐츠를 보여줍니다.
더보기 버튼을 클릭하시면 더 많은 관련자료를 살펴볼 수 있습니다.

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증