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임하호 탁수의 물리적 특성 및 혼합거동 연구
A Study on Physical Characteristics and Mixing Behavior of Turbid Water from Imha Reservoir 원문보기

한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집, 2006 May 18, 2006년, pp.441 - 446  

김영도 (인제대학교 환경공학부) ,  이남주 (경성대학교 건설환경공학부) ,  허성남 (국립환경과학원 낙동강물환경연구소) ,  신찬기 (국립환경과학원 낙동강물환경연구소)

초록
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유역에서 발생한 고탁수가 저수지내에서 장기화하는 현상에 관한 대책은 장기간이 소요되는 유역관리 대책과 탁수저감일수를 최소화하는 선택취수 개념의 우선 방류기법 등이 있다. 하류하천으로의 탁수 우선배제를 실시하기 위해서는 댐 방류탁수가 하류에 미치는 영향을 정확히 예측할 수 있는 하천탁도 예측 및 관리시스템 구축이 필요하다. 최근 고탁수현상을 경험한 낙동강 수계에서는 본류의 탁도 관리를 위해 임하댐 및 안동댐의 연직 탁도 분포 변화에 따라 댐 방류탁수에 의한 영향을 최소 또는 기준치 이하로 할 수 있는 댐 연계운영에 관한 조건 도출이 필요하다. 선택취수에 관한 수치모의 결과를 이용하여 저수지내 온도 및 탁도 분포 변화와 취수탑의 수문운영에 따른 방류수의 온도 및 탁도를 예측할 수 있다. 본 연구에서는 이와 같은 결과를 이용하여 안동댐과 임하댐의 방류조건에 대한 하류하천 합류부에서의 2차원 이송 확산 수치모의를 수행하고자 하였다. 이와 같은 연구를 성공적으로 수행하기 위해서는 지속적인 현장조사를 통한 지점별 탁도-SS 상관관계 도출, 비정상 흐름 및 수질모의 검 보정, 탁도예측 결과 검증이 필요하다. 평면 2차원 흐름 및 수질 모의 결과에 의하면, 임하댐 방류 탁도로 인한 반변천의 고탁수는 안동댐 방류 수에 지배를 받는 낙동강 본류와 합류되는 지점에서부터 약 5 km 떨어진 지점에서 횡방향 완전혼합이 이루어지는 것으로 나타났다. 이와 같은 모의결과는 완전혼합을 가정하는 1차원 수질모델링의 초기 입력자료에 사용됨으로써 1차원 탁도 모의결과의 정확성을 높이는 데 사용될 수 있다. 이를 이용하여 낙동강 수계 댐 연계운영에 따른 낙동강 탁도 예측모의를 수행하고, 이 결과를 이용하여 낙동강 탁도 예경보 시스템을 구축해야 할 것이다. 또한 선택취수 등을 통해 저수지 관리를 효과적으로 수행하기 위해서는 저수지 내부의 탁도 거동을 정확히 예측할 수 있어야 한다. 따라서 추후 동수역학 및 열역학에 기초한 3차원 수치모형 연구와 성층흐름에 정밀한 밀도류 실험연구 및 이에 대한 적용이 필요할 것으로 판단된다.

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 수심 적분 이차원 흐름모형 인 RMA2 모형 과 이송확산모형 인 RMA4 모형을 낙동강 상류에 위 치한 반변천 합류점 인근 하도에 적용하여 비홍수기 탁수의 평면적 거동을 분석하고자 하였다. 그림 3은 수치모 형 적용영역의 지형을 등고선으로 나타낸 것으로, 건설부(1993)의 단면자료를 사용하여 구하였다.
  • 본 연구에서는 탁수의 물리적 특성을 조사하고 낙동강 본류와 반변천이 만나는 합류부 지점에서 평면 2차원 수리 및 수질모의를 수행하여 임하댐 방류탁수가 완전 혼합되는 지점을 예측하고자 하였다. 안동댐과 임하댐의 방류량 및 방류탁도를 모형의 입력조건으로 사용하였으며, 환경부 수질측정망의 SS 농도와 탁도의 상관관계를 분석한 결과를 고려 하였고, 탁질 입 자의 침 강속도는 무시 하였다.

가설 설정

  • RMA2 모형에서 정상류에 대한 수치해를 구하는 방법은 사용자가 지정한 횟수만큼 반복계산을 하는 방법과 수심의 변화가 사용자가 지정한 허용범위에 들 때까지 반복계산하는 방법이 있다. 본 연구에서는 정상상태의 수치해를 구하는데 충 분한 반복계산을 하는 방법을 사용하였으며, 100회 반복계산된 수치해를 정상류 흐름으로 가정하였다. 수온은 15℃를 사용 하였으며 , 적용구간의 초기 수위는 모의조건별 하류경계의 수위로 지정하였다.
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