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저수지 선택취수에 관한 수치해석 연구
A Study on Numerical Analysis of Selective Withdrawal from Reservoir 원문보기

한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집, 2007 May 17, 2007년, pp.1302 - 1306  

김영도 (인제대학교 환경공학부) ,  김태원 ((주)웹솔루스 수자원부) ,  이용곤 (국수자원공사 수자원연구원) ,  김우구 (한국수자원공사 수자원사업본부)

초록
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여름철의 강우시 저수지에 주로 유입되는 고탁수층은 저수지내의 수체에 대하여 밀도차와 유속차를 가지며, 난류혼합을 일으키면서 주변수를 유입하며 하류방향으로 이송 확산되어 간다. 임하댐과 같은 대형 저수지는 수심이 30 m가 넘는 관계로 여름철에 2개의 수온약층이 존재한다. 따라서 댐체에 도달한 고탁수층은 저수지내의 밀도성층으로 인하여 주로 중층에 분포하게 되며, 가을철에 발생하는 수평확산과 전도현상으로 인해 저수지 전역에 분포하게 되어 탁질입자의 분포에 따라 탁수현상의 장기화를 유발하기도 한다. 이와 같은 탁수문제의 저수지내 대책으로는 홍수기에 고탁수층을 우선적으로 취수하는 방법이 있다. 고탁수층은 이와같이 수온약층과 밀접한 관계를 가지며, 취수탑 주변의 선택취수 결과에 영향을 받는다. 형성된 탁수층을 효율적으로 선택배제하기 위해서는 취수시설에 접근하는 성층흐름을 정확하게 이해해야 한다. 본 연구에서는 3차원 CFD를 사용하여 밀도성층에 따른 취수탑 주변의 접근흐름을 수치해석하여 방류수심, 방류유속 및 밀도성층구조의 선택배제에 대한 영향을 분석하였다. 임하댐 취수설비에 적용한 결과에 의하면 상층, 중층, 하층에서 취수탑 문비를 개도하였을 경우, 취수탑 주변에서만 유속이 증가하였을 뿐 저수지 내에서는 유속이 크게 증가되지 않은 것으로 나타났다. 하지만 문비 개도구간의 변화에 따라 수심별 유속분포는 크게 변화하는 것을 확인할 수 있다. 따라서 문비를 조절하는 것은 저수지 전체의 유동을 깨뜨리지 않으면서 취수탑 인근에서 선택취수가 가능하다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 본 연구에서는 정밀한 현장조사를 수행하여 저수지와 방류수의 탁도변화를 모니터링하였으며, 취수탑 개구부 주변의 연직 유속분포를 측정하였다. 3차원 수치모의 결과와 현장에서 관측한 유속장을 비교함으로써 본 연구에서 제시한 실제 탁수배제능력을 검증하였다.를 구축하였다는데 의의가 있다.로와 접하는 건물의 경우 모서리부 광고 효과가 지배적이며 대부분 곡선돌출형이 사용되고 있었다. 그러므로 모서리 저층부를 필로티로 계획하여 보행흐름을 원활하게 하고 대신 입면을 투명하게 하여 간접광고(내부전시) 효과를 유도하는 것이 좋다. 특히 원형모서리는 건물 특화 성격이 강하므로 불가피할 경우 소형 액센트 광고 위치를 미리 벽면으로 할애하는 것이 경관 및 입면계획에 유리한 것으로 분석되었다. 불확실도 해석모형 등의 새로운 기능을 추가하여 제시하였다. 모든 입출력자료는 프로젝트 단위별로 운영되어 data의 관리가 손쉽도록 하였으며 결과를 DB에 저장하여 다른 모형에서도 적용할 수 있도록 하였다. 그리고 HyGIS-HMS 및 HyGIS-RAS 모형에서 강우-유출-하도 수리해석-범람해석 등이 일괄되게 하나의 시스템 내에서 구현될 수 있도록 하였다. 따라서 HyGIS와 통합된 수리, 수문모형은 국내 하천 및 유역에 적합한 시스템으로서 향후 HydroInformatics 구현을 염두에 둔 특화된 국내 수자원 분야 소프트웨어의 개발에 기본 토대를 제공할 것으로 판단된다.았다. 또한 저자들의 임상병리학적 연구결과가 다른 문헌에서 보고된 소아 신증후군의 연구결과와 큰 차이를 보이지 않음을 알 수 있었다. 자극에 차이가 있지 않나 추측되며 이에 관한 추후 연구가 요망된다. 총대장통과시간의 단축은 결장 분절 모두에서 줄어들어 나타났으나 좌측결장

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문제 정의

  • 또한 두 가지 문비 개도 조건에서의 저수지 유동변 화 현상을 수치 모형이 정확하게 구현하고 있음을 보여주고 있으며, 그 분포 형태도 매우 유사하게 나타나고 있다. 본 연구에서는 이와 같은 유동장의 연직 분포를 이용한 유량 가중 평균을 통하여 방류수의 탁도를 예측하였다. 표1는 실제 현장에서 조사된 방류탁 도와의 비교를 나타낸 것으로서, 표면취수(Case 1)에 대한 문비 운영 조건 조정에 따른 방류수의 탁도 및 온도에 대한 증감을 함께 나타내었다.
  • 본 연구에서는 최근에 중층 취수가 가능하도록 개량된 임하댐 취수설비의 문비 운영에 따른 유체 유동을 3차원 Flow-3D 수치 해석 결과를 이용하여 해석하고, 실제 현장에서 문비조정에 따른 저수지 내 유동변화와 방류탁도 변화를 조사하고, 수치 해석 결과와 비교.분석함으로써 취수시설 운영방안을 제시하고자 하였다.
  • 임하댐 취수탑 주변의 지형 현황 조사와 문비 개도 조건에 따른 저수지 유동형태, 수중 취수문비 개구부 주위의 유동 특성을 관측 조사하여 수치모의에 필요한 입력자료를 구성하고, 해석 결과와 비교분석하고자 하였다. 현장조사에서는 임하댐 관리단에 문비조정을 의뢰하여 선택 취수(2006년 8월 23일 : 그림3(a) 참조)과 표면 취수(2006년 8월 24일 : 그림3(b) 참조에 대하여 저수지 유동해석을 위한 연직 유속 분포의 측정과 시간에 따른 방류수의 온도 및 탁도 모니터링이 동시에 이루어졌다.
  • 집중호우로 인해 고탁수가 장기간 지속되고 있는 임하댐 탁수 저감대책의 일환으로 기존 표면 취수설비를 개선하여 고탁도 분포 수심층의 탁수에 대해선택취수가 가능하도록 실시하고자 하였다. 이에 개선된 임하댐 취수설비의 탁수 배제 능력에 대한 연구를 실시하여 효과를 검증하고, 전산유체해석(CFD)을 적용하여 댐취수탑에서 하류로 방류되는 방류수의 수심별 유출량 계산 및 저수지의 유동형태, 수중 취수문비 개구부의 유체 유동 특성을 해석하여 실제 탁도 변화량과 비교분석 후 최적의 수문 설비 운영방안을 마련하였다.
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