현재 우리나라에서는 하천의 개수사업 및 교량, 제방 등과 같은 수공구조물 설계시 계획 홍수위를 산정하는데 있어 실무에서는 1차원 모형인 HEC-RAS 모형이 널리 이용되고 있다. 그러나 HEC-RAS 모형과 같은 1차원 모형의 경우 모형의 한계로 인해 하폭의 확대, 축소, 만곡부 및 섬 등과 같은 장애물 존재시 하천횡단면에 따른 수위 및 유속변화를 표현하는데 많은 어려움이 있으며, 이런 한계로 인해 1차원 모형만을 이용하여 하도 및 하천공간계획을 수립하기란 사실상 불가능하다. 또한 최근 들어 하천기능에 대한 인식이 과거 홍수소통, 용수이용 등 이.치수중심에서 인간과 다양한 생명체가 공존하는 서식처로서의 기능을 부여하는 생태하천의 개념으로 변화하는 추세이며, 이와 같이 변화된 패러다임하에서 생태하천복원사업 등과 같은 하천관련 사업추진 시 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위해서는 하도내 2차원 흐름특성 등과 같은 기초자료가 절실히 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위한 기초자료를 제공함은 물론, 보 철거에 따른 하도내 흐름개선 효과를 분석하기 위해 연구대상 하천인 두계천에 대하여 2차원 수치모의를 통한 하도내 흐름특성 변화를 조사하였다. 본 연구에서 선정한 2차원 모형으로는 유한요소법에 기반을 둔 RMA-2모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 선정하였고, 1차원 수치해석을 통하여 선정된 하류단의 경계조건을 적용하여 2차원 수리특성 분석을 실시하였다. 분석결과 철거대상 취수보 15개에 대하여 보철거 후 수위에 대한 개선 효과는 금암보를 제외한 대부분의 보 철거 구간에서는 그리 크지 않은 것으로 나타난 반면, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 대부분 큰 것으로 나타났다.는 경우보다 낮게 나타나고 있다. On-Line 저류지의 경우 Off-Line 의 경우에 비해 수위, 유량이 저류지의 상류단에서 크게 나타났다. On-Line 저류지의 경우 Off-Line 의 경우에 비해 같은 값의 첨두홍수량을 저류하기 위해서 상대적으로 넓은 저류면적이 필요한 것으로 나타난다. 대등한 수위감소값의 홍수저감효과를 발휘하기 위해서 본 연구에서는 On-Line 저류지 면적은 Off-Line 저류지에 비 두배 이상이 필요한 것으로 보여졌다.들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감
현재 우리나라에서는 하천의 개수사업 및 교량, 제방 등과 같은 수공구조물 설계시 계획 홍수위를 산정하는데 있어 실무에서는 1차원 모형인 HEC-RAS 모형이 널리 이용되고 있다. 그러나 HEC-RAS 모형과 같은 1차원 모형의 경우 모형의 한계로 인해 하폭의 확대, 축소, 만곡부 및 섬 등과 같은 장애물 존재시 하천횡단면에 따른 수위 및 유속변화를 표현하는데 많은 어려움이 있으며, 이런 한계로 인해 1차원 모형만을 이용하여 하도 및 하천공간계획을 수립하기란 사실상 불가능하다. 또한 최근 들어 하천기능에 대한 인식이 과거 홍수소통, 용수이용 등 이.치수중심에서 인간과 다양한 생명체가 공존하는 서식처로서의 기능을 부여하는 생태하천의 개념으로 변화하는 추세이며, 이와 같이 변화된 패러다임하에서 생태하천복원사업 등과 같은 하천관련 사업추진 시 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위해서는 하도내 2차원 흐름특성 등과 같은 기초자료가 절실히 요구된다. 따라서, 본 연구에서는 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위한 기초자료를 제공함은 물론, 보 철거에 따른 하도내 흐름개선 효과를 분석하기 위해 연구대상 하천인 두계천에 대하여 2차원 수치모의를 통한 하도내 흐름특성 변화를 조사하였다. 본 연구에서 선정한 2차원 모형으로는 유한요소법에 기반을 둔 RMA-2모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 선정하였고, 1차원 수치해석을 통하여 선정된 하류단의 경계조건을 적용하여 2차원 수리특성 분석을 실시하였다. 분석결과 철거대상 취수보 15개에 대하여 보철거 후 수위에 대한 개선 효과는 금암보를 제외한 대부분의 보 철거 구간에서는 그리 크지 않은 것으로 나타난 반면, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 대부분 큰 것으로 나타났다.는 경우보다 낮게 나타나고 있다. On-Line 저류지의 경우 Off-Line 의 경우에 비해 수위, 유량이 저류지의 상류단에서 크게 나타났다. On-Line 저류지의 경우 Off-Line 의 경우에 비해 같은 값의 첨두홍수량을 저류하기 위해서 상대적으로 넓은 저류면적이 필요한 것으로 나타난다. 대등한 수위감소값의 홍수저감효과를 발휘하기 위해서 본 연구에서는 On-Line 저류지 면적은 Off-Line 저류지에 비 두배 이상이 필요한 것으로 보여졌다.들에 관한 정보는 종종 현장관측에서 조차 무시되는 경우가 많다. 이에 본 연구에서는 수질모형의 매개변수 중 특히 수리특성에 관련된 매개변수들이 수질에 미치는 영향을 파악하는 것을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 적용된 수질모형은 QualKo를 사용하였으며, 대상 하천은 낙동강 본류 경남구간 시점 부근인 회천 합류 전부터 낙동강 본류 경남구간 종점 부근인 밀양강 합류 전까지의 경남 오염총량관리 기본계획 시 구축된 모형 매개변수를 바탕으로 분석을 수행하였다. 일차오차분석을 이용하여 수리매개변수와 수질매개변수의 수질항목별 상대적 기여도를 파악해 본 결과, 수리매개변수는 DO, BOD, 유기질소, 유기인 모든 항목에 일정 정도의 상대적 기여도를 가지고 있는 것을 알 수 있었다. 이로부터 수질 모형의 적용 시 수리 매개변수 또한 수질 매개변수의 추정 시와 같이 보다 세심한 주의를 기울여 추정할 필요가 있을 것으로 판단된다.변화와 기흉 발생과의 인과관계를 확인하고 좀 더 구체화하기 위한 연구가 필요할 것이다.게 이루어질 수 있을 것으로 기대된다.는 초과수익률이 상승하지만, 이후로는 감
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문제 정의
본 연구에서는 연구대상 하천인 두계천에서의 취수보 철거에 따른 개선효과를 분석.검토하기 위해 2차원모형을 이용한 수리특성분석을 실시하였으며, 분석결과 철거대상 취수보 15개에 대하여 보철거 후 수위에 대한 개선 효과는 금암보를 제외한 대부분의 보 철거 구간에서는 그리 크지 않은 것으로 나타난 반면, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 대부분 큰 것으로 나타났다.
본 연구에서는 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위한 기초자료를 제공함은 물론, 보 철거에따른 하도내 흐름개선 효과를 분석하기 위해 연구대상 하천인 두계천에 대하여 2차원 수치모의를 통한 하도내 흐름특성 변화를 조사하였다. 본 연구에서 선정한 2차원 모형으로는 유한요소법에 기반을 둔 RMA-2모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 선정하였고, 1차원 수치해석을 통하여 선정된 하류단의 경계조건을 적용하여 2차원 수리특성 분석을 실시하였다.
제안 방법
2차원 수치모의 분석시 상류단의 경계조건으로는 1차원 수치모의 시와 같이 두계천 하천정비 기본계획(대전직할시, 1993)에서 기산정한 계획빈도 100년 빈도에 대한 설계홍수량을 각 구간별 상류단의 경계조건으로하였으며, 각 구간별 상류단의 경 계조건으로 1구간은 630 CMS, 2구간은 515 CMS, 3구간은 465 CMS, 그리고, 4구간은 390 CMS이다. 또한 하류단의 경계조건으로는 계획홍수위를 기점수위로 하여 1차원 수치모의를통해 산정된 수위를 각 구간별 하류단의 경계조건으로 설정하였으며, 모의 대상구간에서의 초기조건을 이와같은 값으로 하였다.
2차원 수치모의적용에 앞서 입력자료인 지형자료는 1차원 모형에서와 같이 대상 하천구간의 종단 및 횡단측량 자료를 이용하여 그림 2와 같이 현상황에 대한 지형자료를 구축하였다. 그림 2의 지형자료 구축시 미소단면 변화는 고려하지 않았으며, RMA-2 User's ManuaKU.
4구간은 390 CMS이다. 또한 하류단의 경계조건으로는 계획홍수위를 기점수위로 하여 1차원 수치모의를통해 산정된 수위를 각 구간별 하류단의 경계조건으로 설정하였으며, 모의 대상구간에서의 초기조건을 이와같은 값으로 하였다. 각 구간별 하류단의 경계조건 및 초기조건으로 사용된 수위는 각각 1구간 EL.
흐름특성 변화를 조사하였다. 본 연구에서 선정한 2차원 모형으로는 유한요소법에 기반을 둔 RMA-2모형의 범용프로그램인 SMS 모형을 선정하였고, 1차원 수치해석을 통하여 선정된 하류단의 경계조건을 적용하여 2차원 수리특성 분석을 실시하였다.
본 연구에서는 복잡한 지형을 좀더 정확하게 표현하기 위해 1구간은 총 4241개의 요소(Element)와 8420개의 절점(Node), 2구간은 총 3469개의 요소와 6954개의 절점, 3구간은 총 3168개의 요소와 6349개의 절점, 마지막으로 4구간은 총 1741개의 요소와 3524개의 절점으로 구성된 격자 시스템을 구성하였다.
본 연구의 대상구간인 두계천 전구간의 현상황에 대한 2차원 수치모의 결과를 비교.검증하기 위하여 1차원 수치모의 결과를 이용하였으며, 그 결과는 그림 5와 같다.
하류단의 경계조건으로 인해 발생되는 오차를 최소화 할 수 있을 것이다. 본연구에서는 분할 구간간의 합성지점으로는 수심, 수위, 그리고, 유속항목 등을 종합적으로 고려하여 각 구간간의 분석 오차가 최소가 되는 지점으로 선정하였다. 분석 결과 1~2구간의 상.
Army Corps of Engineers, 1997)에 의하면 RAM-2 모형의 주요 한계점 중 하나가 사류흐름 등과 같은 복합흐름 모의가 불가능함을 명시하고 있는 바, 본 과업에서는 낙차공 등과 같은 하천 횡단구조물의 전.후 단면에 대하여 미소 경사 조정을 실시하여 수치발산을 방지하는 지형자료를 구죽하였다.
대상 데이터
이와 같은 구간을 하나의 시스템으로 구성 하여 2차원 수리 특성 분석 을 실시 하는데 많은 문제 점 이있다. 따라서 , 본 연구에서 는 그림 1에 서 보는 바오} 같이 과업대상 구간을 총 4개의 구간으로 분할하여 2차원 수리특성분석을 실시하였으며, 분할대상 지점으로는 두계천 하천정비 기본계획(대전직할시, 1993)에서 기산정한 홍수량 산정지점으로 하였다.
본 연구에서는 앞서 언급한 바와 같이 2차원 수치모의 시 수치모의상의 한계로 인하여 과업대상 하천인두계 천을 불가피 하게 총 4개 의 구간으로 분할하여 모의 하였다. 따라서 , 2차원수치 모의계산 결과를 1차원 수치모의 결과와 비교.
본 연구의 분석대상 구간으로는 삽계천 합류후 지점 ~두계천의 종점인 갑천합류부로 분석대상 구간의 총연장은 14.823km이고, 상.하류의 최심하상고 표고차는 50.
취수보 철거에 따른 개선효과를 분석하기 위해 취수보 철거 후 상황에 대한 2차원 수치모의를 실시하였으며, 철거 대상 취수보로는 금암보 외 14개 취수보이다. 다음 그림 6은 취수보 철거에 따른 수리특성 개선효과를 나타낸 것으로 그림 6에서 보는 바와 같이 보철거 후 수위에 대한 개선효과는 금암보(0.
데이터처리
천을 불가피 하게 총 4개 의 구간으로 분할하여 모의 하였다. 따라서 , 2차원수치 모의계산 결과를 1차원 수치모의 결과와 비교.검증하기 위해서는 분할 모의된 구간을 두계천 전구간으로 합성하는 작업이 이루어져야 할 것이며, 이는 두계천 전구간에 대한 하도 및 하천의 공간계획을 설정하는데 반드시 필요한 작업이다.
성능/효과
본 연구에서는 연구대상 하천인 두계천에서의 취수보 철거에 따른 개선효과를 분석.검토하기 위해 2차원모형을 이용한 수리특성분석을 실시하였으며, 분석결과 철거대상 취수보 15개에 대하여 보철거 후 수위에 대한 개선 효과는 금암보를 제외한 대부분의 보 철거 구간에서는 그리 크지 않은 것으로 나타난 반면, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 대부분 큰 것으로 나타났다. 생태하천복원사업 등과 같은 하천관련 사업추진 시본 연구에서와 같이 2차원 모형을 이용한다면 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
분할되어 나타났다. 그러나, 취수보와 만곡부가 함께 존재하는 새파장보 단면부근(그림 8)에서의 유속분포는 만곡부구간에서 지형적인 요인으로 발생하는 고유속으로 인해 다른 보 철거 단면에 비해 개선효과가 그리 크지 않은 것으로 나타났다. 그림 8에서 보는 바와 같이 새파장보 부근에 존재했던 고유속은 만곡부의 시점으로 전이되는 양상을 나타내었으나, 구간 전체적으로 발생했던 고유속의 범위를 저감시키는 기능을 하였다.
5m)를 나타내었다. 또한, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 분석대상 전구간에 걸쳐 대부분큰 것으로 나타났으며, 특히, 금암보 단면 부근에서는 lm/s 이상의 유속이 저감되었다(그림 7). 보 철거에 따른 유속변화의 영향은 철거 단면을 기준으로 상.
만곡부가 존재하는 곳에서 발생하였다. 총 4개의 분석대상 구간 중 4m/s 이상의 고유속이 빈번하게 발생하는 구간은 구간내에 가장 많은 보가 존재하는 23구간으로 나타났으며, 이 구간에서는 5m/s이상의 고유속을 나타내는 구간이 발생하였다. 또한, 만곡부의 만곡시점에 보가 존재하는 구간에서는 고유속의 범위가좀더 확산되어 나타났다.
후속연구
검토하기 위해 2차원모형을 이용한 수리특성분석을 실시하였으며, 분석결과 철거대상 취수보 15개에 대하여 보철거 후 수위에 대한 개선 효과는 금암보를 제외한 대부분의 보 철거 구간에서는 그리 크지 않은 것으로 나타난 반면, 보 철거에 따른 유속의 개선효과는 대부분 큰 것으로 나타났다. 생태하천복원사업 등과 같은 하천관련 사업추진 시본 연구에서와 같이 2차원 모형을 이용한다면 합리적인 하도 및 하천의 공간계획을 수립하기 위한 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.
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