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댐 붕괴시 BREACH와 DAMBRK 모형의 유출특성 비교 연구
A Comparative Study on Dam Break Outflows using BREACH and DAMBRK Models 원문보기

한국수자원학회 2010년도 학술발표회, 2010 May 10, 2010년, pp.669 - 673  

원진영 (경기대학교 토목공학과) ,  임창수 (경기대학교 토목공학과) ,  윤세의 (경기대학교 토목공학과) ,  이종태 (경기대학교 토목공학과)

초록
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현재 EAP(Emergency Action Plan) 수립 시 가장 많이 사용되는 DAMBRK 모형은 붕괴유출수문곡선 유도 시 댐 재료 특성을 고려하지 않지만, BREACH 모형은 댐 축조재료 특성과 유사이송능력을 고려하여 붕괴유출수문곡선을 산정하기 때문에 물리적으로 BREACH 모형이 흙댐의 붕괴특성을 실제와 더욱 유사하게 추적할 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구에서는 두 모형을 안동댐(흙댐)에 적용하여 첨두유출량, 첨두유출 발생시간, 붕괴 시작, 붕괴 완료 시간 등의 댐 붕괴시 유출특성을 비교하였다. 적용 결과 BREACH 모형은 붕괴가 매우 서서히 진행되다가 일정수위에 도달하게 되면 급격하게 붕괴유출량의 증가폭이 커지는 데 비하여 DAMBRK 모형은 붕괴 시작과 동시에 붕괴유출량이 급격하게 증가하는 경향을 보였다. 또한 최대총유출량은 BREACH 모형이 DAMBRK 모형에 비해 약 5% 작게 산정되었지만, 34시간까지의 유출 총량은 DAMBRK 모형에 비하여 BREACH 모형이 약 16% 크게 나타났다. 두 모형의 붕괴유출수문곡선 비교를 통하여 댐 제체의 재료특성이 유출특성에 미치는 영향을 파악할 수 있었지만, 더 정확한 영향성을 파악하기 위하여 지속적인 비교연구가 필요할 것으로 판단된다.

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 현재 EAP 수립 시 가장 많이 사용되는 DAMBRK 모형은 붕괴유출수문곡선 유도 시 댐 재료 특성을 고려하지 않지만, BREACH 모형은 댐 축조재료 특성(D50 직경, 점착력, 전단마찰각, 단위중량 등)과 유사이송능력을 고려하여 붕괴유출수문곡선을 산정한다. 따라서 물리적으로 BREACH 모형이 흙댐의 붕괴특성을 실제와 비슷하게 추적할 수 있을 것으로 판단하여, 본 연구에서는 DAMBRK 와 BREACH 모형을 국내 흙댐에 적용하여 붕괴유출 특성을 비교하였다.
  • 댐 붕괴해석을 위하여 현재 가장 많이 사용되고 있는 DAMBRK 모형은 토사의 이송을 고려하지 않으므로 댐 축조재료의 물리적 특성을 고려한 BREACH 모형이 더 실제와 유사한 추적을 할 수 있을 것이라 판단된다. 본 연구에서는 BREACH 및 DAMBRK 모형을 국내 흙댐 중 하나인 안동댐에 적용하여 비교해 보았다.

가설 설정

  • DAMBRK 모형은 붕괴부 폭이 시간에 따라 선형적으로 변화한다고 가정한 반면, BREACH 모형에서는 시간에 따라 토사침식을 고려한 붕괴단면을 계산하여 점진적인 형태로 나타낸다. 초기 붕괴 폭을 붕괴폭에 대한 수심의 비(Br)와 붕괴부 수심(y)의 곱으로 나타낼 수 있는데, 월류로 인한 붕괴일 경우에는 Br을 2, y를 한계수심으로 가정한다. 붕괴가 지속됨에 따라 초기 직사각형 붕괴부의 측면이 사면 경사도를 따라 무너져 사다리꼴 형태로 변하게 되고, 붕괴부 깊이가 한계깊이 H'에 도달할 때 바닥을 따라 침식이 발생하게 되는데 이때 한계깊이는 (식 1)과 같이 구한다.
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