[논문]조립식 아이스하버형 어도의 수리모형실험

김재옥; 박상현; 조재원; 조국현; 황종서; 조성주

문제 정의

설치하는 기술을 개발하였다 본 연구의 목적은 개발된 조립식 아이스하버식어도의 현장 적용에 앞서 경사가 일정한 어도의 모형을 제작하여 어도 기능에 매우 중요한 인자인 유량 변화에 따라 어도내 유속 및 유황 변화를 조사하고 어도의 배열을 검토하여 개발된 어도의 현장 적용 가능성을 살펴보는 데 있다. 본 연구에서는 어도 생태 수리실험이 아니라 어도 자체의 구조나 형상 등을 검토하고자 하였기 때문에 어류의 소상실험은 실시하지 않았다
본 연구에서는 기존에 설치되어있는 어도의 문제점들을 최소화하고 우리나라 하천환경에 적절한 구조 및 수리환경을 고려하여 아이스하버식어도를 조립식으로 제작. 설치하는 기술을 개발하였다 본 연구의 목적은 개발된 조립식 아이스하버식어도의 현장 적용에 앞서 경사가 일정한 어도의 모형을 제작하여 어도 기능에 매우 중요한 인자인 유량 변화에 따라 어도내 유속 및 유황 변화를 조사하고 어도의 배열을 검토하여 개발된 어도의 현장 적용 가능성을 살펴보는 데 있다. 본 연구에서는 어도 생태 수리실험이 아니라 어도 자체의 구조나 형상 등을 검토하고자 하였기 때문에 어류의 소상실험은 실시하지 않았다

제안 방법

하단 정수조로 구성하였다 ( 그림1). 상단 정수조와 하단정수 조 사이에는 두께 5nme강판으로 윗변 0.8叫 높이 0." 직각 삼각 웨어를 설치하여 유량을 산정하였다
1 이하를 초과하여(박 2001) 유속이 빨라 물고기가 이용하기 어렵고, 어도 하류부가 심하게 세굴되고 이로 인하여 어도의 기능을 제대로 하지 못하고, 셋째 어도 설계시 하천의 유량이 정확히 고려되지 않아 어도로 물이 흐르지 않거나 혹은 어도의 측벽으로 물이 넘쳐서 어도의 기능이 상실되고 네째, 어도 를 시공할 때 콘크리트의 강도가 기준치 이하로 떨어져서 홍수가 지나가면 어도의 격벽 부분이 파손되고 돌이 어도내로 굴러드는 문제점들을 보이고 있다. 본 연구에서는 기존에 설치되어있는 어도의 문제점들을 최소화하고 우리나라 하천환경에 적절한 구조 및 수리환경을 고려하여 아이스하버식어도를 조립식으로 제작. 설치하는 기술을 개발하였다 본 연구의 목적은 개발된 조립식 아이스하버식어도의 현장 적용에 앞서 경사가 일정한 어도의 모형을 제작하여 어도 기능에 매우 중요한 인자인 유량 변화에 따라 어도내 유속 및 유황 변화를 조사하고 어도의 배열을 검토하여 개발된 어도의 현장 적용 가능성을 살펴보는 데 있다.
어도 모형은 개발된 조립식 아이스하버(Ice-harbor)형으로 기하 학적상 사성(lce-harbor)만을 고려하여 축척하였다 또한 물이 흐르는 월류 벽의 높이를 다양하게 변화시켜 수리 현황을 살펴보았다 본 연구에서는 모형 축소 비율을 줄여 1/5의 축척으로 제작하였다 어도모형의 비월류부의 높는 16.0cm이고 월류부의 높이는 12.0cm 115cm, 11,0cm(14 그림. 1 어도 수리 모형시설 개요도11.
유량은 상단 정수조에서 유입 수량을 일정하게 조정한 후 하단 정수조로 흘려 시간당 유입 수량을 고려하여 산정하였고 (용적 법-Volumtiic irethod), 난류가 적은 정수조에서 수위를 측정하여 수위-유량곡선을 구하였다 월류수심과 수위측정은 유량을 산정하기 위한 수위는 상단 정수조와 하단 정수조에서 Inm 눈금자를 부착하여 측정하였으며, 어도블록의 월류 수심은 1/20mm의 정도를 갖는 전자식 버니어캘리퍼스를 사용하였다 유속의 측정은 상류부와 하류부에서 각각 3열씩 월류 부에서 측정했는데 상류부는 어도 유입부 로부터 2, 6, 9번째 열에서 하류부는 2, 3, 4번째 열에서 측정하였다(Fig. 2). 이 실험에서는 편의상 상류부로부터 하류부 순으로 측정점을 1th,2th.

성능/효과

어도 시점의 월류 수심별 첫 번째 열과 마지막 열의 수심 차는 상류부와 하류부가 모두 Imn 정도의 차아를 보였는데 이것은 읽기 오차와 시공상의 오차를 감안한다 견 거의 변화가 없는 것으로 사료된다. 그러나 가장 낮은 월류부를 중간 열에 배치했을 때와 좌측 열에 배치했을 때의 월류 수심은 하류부에서 모두 1~2rrm 정도 높게 나타나 하천갈수랑에 대응하는 데에는 하류부와 같이 좌측 열-중간열-우측열순으로 높게 배열하는 현장에서 약 lg정도 더 효과적일 것으로 사료된다. 갈수랑에 대한 수위 대응 실험으로써 가장 높은 월류 부로 물이 흐르지읺는 수심을 유지하여 측정한 결과 상류부의 가장 낮은 월류부(중간열)와 하류부의 가장 낮은 월류부(좌측열)에서 각각 평균 80cm와 83cm 의 수심을 유지하였다 물고기의 유영에 필요한 최소 수심은 물고기체고의 2배 정도中寸 1905)라고 보고하였으며, 홍송어는 수심 8cm 정도에서 여유롭게 유영하는 것으로 니타났다(久保回 1908).
갈수랑에 대한 수위 대응 실험으로써 가장 높은 월류 부로 물이 흐르지읺는 수심을 유지하여 측정한 결과 상류부의 가장 낮은 월류부(중간열)와 하류부의 가장 낮은 월류부(좌측열)에서 각각 평균 80cm와 83cm 의 수심을 유지하였다 물고기의 유영에 필요한 최소 수심은 물고기체고의 2배 정도中寸 1905)라고 보고하였으며, 홍송어는 수심 8cm 정도에서 여유롭게 유영하는 것으로 니타났다(久保回 1908).띠라서 QSn/s 정도의 유랑에서 나타난 수심은 어류의 소상이 가능한 수심임을 본 실험을 통해 알 수 있었다(Table 2).본 연구에서 실험한 아이스하버 형 어도는 월류 부의 높이가 다양하게 존재하여 하천 유랑이 감소하는 시기에도 항상 어도 내로 물이 흐를 수 있도록 설계되었고 유량 감소 시에는 가장 낮은 월류부로 물이 집중되므로 하천의 적은 유량을 효율적으로 아용할 수았을 것으로 판단된다
우측 열에 배열하고 낮은 것을 중간 열에 배열하견 갈 수랑에 대한 대응력이 증가하는 것으로 니타났다 잠공은 하천의 유량 조건이 좋을 때보다 갈수기나 홍수기에 어류가 소상하는 통로의 역할을 할 수았을 것으로 판단된다. 띠라서 본어도는 다양한 월류벽의 배열로 하천의 수위 변화에 대한대응력을 가지고 있으며 구조적으로 현장타설보다 견고하여 하천 적용 가능성이 높을 것으로 판단된다
본 연구는 조립식 아이스하버형 어도의 현장 적용에 앞서 유량 변화에 띠라 어도내 유속 및 유황 변화를 조사하고 어도의 배열을 검토하여 개발된 어도의 현장 적용 가능성을 살펴보기 위해 아루어졌다 모형월류수심이 40cm 현장 20cm일 때 상류부는 어류가 소상하기에 적합한 유속을 니타내었고 하류부의 가장 낮은 월류부(좌측열)에서는 어류소생에 다소지장을 주는 유속 변화를 보였다 그러나 좌측 열을 제외한 우측 열과 중간 열에서는 어류 이동 및 소상에 적절한 유속 변화를 나타내고 있는 것으로 보아 본 어도는 유량 증가에 띠라 월류 유속이증7]하여도 월류벽이 높은 구간에서는 유속이 증가폭이 크지 읺기 때문에 수위 변화에 대응력을 가지는 것으로 판단된다. 또한 유속이 느린 구간은 어도 유인수로서의 역할을 할 수 있으므로 어도내의 다양한 유속 은어류 소상에 유리하게 작용할 것으로 사료된다.
띠라서 QSn/s 정도의 유랑에서 나타난 수심은 어류의 소상이 가능한 수심임을 본 실험을 통해 알 수 있었다(Table 2).본 연구에서 실험한 아이스하버 형 어도는 월류 부의 높이가 다양하게 존재하여 하천 유랑이 감소하는 시기에도 항상 어도 내로 물이 흐를 수 있도록 설계되었고 유량 감소 시에는 가장 낮은 월류부로 물이 집중되므로 하천의 적은 유량을 효율적으로 아용할 수았을 것으로 판단된다
어도의 배열은 월류부의 높^가 높은 것을 좌. 우측 열에 배열하고 낮은 것을 중간 열에 배열하견 갈 수랑에 대한 대응력이 증가하는 것으로 니타났다 잠공은 하천의 유량 조건이 좋을 때보다 갈수기나 홍수기에 어류가 소상하는 통로의 역할을 할 수았을 것으로 판단된다. 띠라서 본어도는 다양한 월류벽의 배열로 하천의 수위 변화에 대한대응력을 가지고 있으며 구조적으로 현장타설보다 견고하여 하천 적용 가능성이 높을 것으로 판단된다
이러한 법령에 의거하여 조성된 어도들의 문제점들을 정리해보면 다음과 같다. 첫째 어도 설치 시 어도의 높이가 기존 보의 높이보다 낮게 설치됨으로 인해 어도 낙차가 커져서 도약력이 좋은 어종만이 이용 가능한 상태이며, 둘째 어도의 기울기가 0.082~0.515의 범위로 하천 설계기준인 0.1 이하를 초과하여(박 2001) 유속이 빨라 물고기가 이용하기 어렵고, 어도 하류부가 심하게 세굴되고 이로 인하여 어도의 기능을 제대로 하지 못하고, 셋째 어도 설계시 하천의 유량이 정확히 고려되지 않아 어도로 물이 흐르지 않거나 혹은 어도의 측벽으로 물이 넘쳐서 어도의 기능이 상실되고 네째, 어도 를 시공할 때 콘크리트의 강도가 기준치 이하로 떨어져서 홍수가 지나가면 어도의 격벽 부분이 파손되고 돌이 어도내로 굴러드는 문제점들을 보이고 있다. 본 연구에서는 기존에 설치되어있는 어도의 문제점들을 최소화하고 우리나라 하천환경에 적절한 구조 및 수리환경을 고려하여 아이스하버식어도를 조립식으로 제작.
회귀식의 결정 계수를 높이기 위하여 실험 유량은 최저수심과 최고수심을 각각 1개씨 그 사이 유량을 5개 추가하여 총 7개를 측정하였다 수위-유량곡선의 회귀 결정계수(r2)가 약 0.99로 실험에 적합한 것으로 나타났다(그림 3).

후속연구

가지는 것으로 판단된다. 또한 유속이 느린 구간은 어도 유인수로서의 역할을 할 수 있으므로 어도내의 다양한 유속 은어류 소상에 유리하게 작용할 것으로 사료된다. 어도의 배열은 월류부의 높^가 높은 것을 좌.

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