초록 ▼

본 연구는 하천유량 측정의 정확도 향상을 위한 기술 개발, 실시간 유량제공 기반 구축, 수문자료 품질관리시스템 적용, 시험유역 운영 등의 목적을 지니고 있으며 2단계 주요 연구 결과는 다음과 같다.
< 유량측정 정확도 개선 >
우리나라 자연하천에서의 수심별 유속분포를 분석하기 위해A DCP 등 다양한 장비를 이용하여 하천에서 유속분포를 측정하고 이를 일반화시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 자동유량측정방법의 개발을 위해 ADP에 의해 연속적인 유속을 측정하고 자동으로 유량으로 환산할 수 있는 방법을 개발하였. 다초음파 유량

본 연구는 하천유량 측정의 정확도 향상을 위한 기술 개발, 실시간 유량제공 기반 구축, 수문자료 품질관리시스템 적용, 시험유역 운영 등의 목적을 지니고 있으며 2단계 주요 연구 결과는 다음과 같다.
< 유량측정 정확도 개선 >
우리나라 자연하천에서의 수심별 유속분포를 분석하기 위해A DCP 등 다양한 장비를 이용하여 하천에서 유속분포를 측정하고 이를 일반화시킬 수 있는 방안을 검토하였다. 자동유량측정방법의 개발을 위해 ADP에 의해 연속적인 유속을 측정하고 자동으로 유량으로 환산할 수 있는 방법을 개발하였. 다초음파 유량계, 보에 의한 자동유량측정 방법을 개발하였으며, 여러지점에서 ADCP의 정확도, 적용성 등을 검증하였다. 또한 전자부자를 최초로 개발하여 현장에서 적용성과 정확성을 검증하였고, 카메라를 이용한 수위계를 개발하여 현장에 설치하였으며 이에 대한 특허와 실용실안을 출원하였. 다수치모
형에 의해 자연하천에서 유량을 산정하는 방법을 분석하였으며, 여러 가지 유량 및 수위측정방법의 비교분석을 위해 시험하천을 운영하였다. 시험하천의 운영결과를 바탕으로 다양한 측정방법에 대한 정확성, 효율성, 경제성 등을 비교분석하였다.
< 하천유량 실시간 제공 기반 구축 >
하천유량을 실시간으로 제공할 수 있는 기반을 구축하기 위한 시스템을 개발하였. 다현장 유량측정자료의 입력, 계산, 저장을 수행할 수 있는 시스템, 유량측정자료를 검증할 수 있는 시스템, 수위-유량관계를 개발하는 시스템, 유량자료를 생산할 수 있는 시스템을 개발하였고, 실제 적용하여 검증하였다. 개발된 시스템을 한강홍수통제소에 적용하여 실무에 활용할 수 있도록 하였다 .
< 수문정보 제공 >
품질관리시스템을 시험유역 수문자료 품질관리에 적용하였고 품질관리시스템의 실제 적용을 통해 수문자료의 품질을 향상시킬 수 있는 것을 확인하였다. 우리나라의 수문자료를 관리하는 홍수통제소에 대한 적용을 위해 홍수통제소에서 설치 준비 중이다. 또한, 설마천, 섬강, 이동, 금강 등에 시험유역을 운영하여 수문해석에 필요한 정보를 생산하여 제공하였다

Abstract ▼

This study includes three parts: ⅰ) improvement of accuracy of streamflow information, ⅱ) establishment of system for real-time streamflow information, ⅲ) offer of hydrological information. The main results of this study in the second stage are as follows.
< Improvement of accuracy of streamflow

This study includes three parts: ⅰ) improvement of accuracy of streamflow information, ⅱ) establishment of system for real-time streamflow information, ⅲ) offer of hydrological information. The main results of this study in the second stage are as follows.
< Improvement of accuracy of streamflow information >
Vertical velocity profile is a key point not only to discharge measurement, but also to hydrodynamic analysis of river flow. However, there are few previous investigations on the characteristics of vertical profiles in the various flow conditions. In this study, vertical profiles of various condition are collected
by using ADCP, acoustic velocity meter and 1-dimensional current profiler and analysed. Measured velocity profiles are applied to log-law for estimation of three parameters. The results show that there are highly correlated relation between Froude number and velocity and shear velocity. Log-law and power-law are compared to extrapolate to near water surface zone. Discharge using power-law based fitting curves displays rather large values than using log-law.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...2
• 초록...4
• 요약문...6
• SUMMARY...16
• CONTENTS...26
• 목차...28
• 제1장 연구개발 과제의 개요...35
• 제1절 연구개발의 목적...35
• 제2절 연구 범위...35
• 제2장 국내외 기술개발 현황...37
• 제1절 국내 기술개발 현황...37
• 제2절 국외 기술개발 현황...38
• 제3장 연구개발 수행 내용 및 결과...41
• 제1절 유량측정 정확도 향상...41
• 1. 유량측정 오차원인 분석...41
• 1.1 유속분포에 따른 평균유속의 불확실도...41
• 1.2 ADCP 측정자료를 이용한 유속분포 분석...42
• 1.3 1점법 2점법 사용시 평균유속의 불확실도...44
• 1.4 결론...46
• 2. 자연하천 연직 유속분포 특성 분석...46
• 2.1 유속분포 측정...47
• 2.2 유속분포식 적용...49
• 2.3 상관분석...51
• 2.4 유속 분포식간 비교...56
• 2.5 결론...57
• 제2절 자동유량측정방법의 개발...59
• 1. 유속지수법에 의한 유량측정...59
• 1.1 유속지수법의 개념...59
• 1.2 유속지수법 적용을 위한 현장 설치...61
• 1.3 ADVM 현장 설치 및 유속측정 특성분석...64
• 1.4 유속지수법 적용...71
• 1.5 유량 산정...75
• 1.6 유량 정확도 분석...84
• 1.7 전통적인 수위-유량관계 방법과 비교...94
• 1.8 수위-유량관계법과 유속지수법 정확도 비교...111
• 1.9 수위-유량관계 비교...120
• 1.10 결과 요약...140
• 1.11 결론 및 향후 계획...143
• 2. 초음파 유량계에 의한 유량측정...144
• 2.1 유량측정 원리...144
• 2.2 초음파 유량계 설치...145
• 2.3 유량측정 결과...147
• 2.4 측정 결과 분석...157
• 2.5 국내 적용 사례...164
• 2.6 요약 및 소결...165
• 3. 기존 보를 이용한 유량측정기술 개발...167
• 3.1 연구 목표...167
• 3.2 기존 보를 활용한 유량개발 방법...167
• 3.3 기존 보 활용 결과 분석...188
• 3.4 활용 지침서 제작...192
• 3.5 결론...193
• 4. ADCP를 이용한 유량측정...195
• 4.1 서론...195
• 4.2 ADCP를 이용한 유량측정 방법...195
• 4.3 ADCP에 의한 유량측정 정확도 평가...197
• 4.4 ADCP를 이용한 유량측정의 적용 범위 조사...205
• 4.5 정지측정법의 적용...210
• 4.6 ADCP 사용자 활용지침...211
• 5. 전자부자 개발...212
• 5.1 서론...212
• 5.2 전자부자 개발...212
• 5.3 전자부자 시험...220
• 5.4 결론 및 향후 계획...227
• 6. 영상수위계 개발...229
• 6.1 서론...229
• 6.2 측정 원리...230
• 6.3 영상수위계 개선...233
• 6.4 영상수위계 시험설치 및 측정...236
• 6.5 영상수위계 실용화...247
• 6.6 영상수위계 특징...248
• 6.7 영상수위계 문제점과 개선대책...250
• 6.8 통합 하천 모니터링 시스템의 개발...254
• 6.9 결론...256
• 7. 방오 목자판 개발...257
• 7.1 서론...257
• 7.2 작용원리 및 개발...258
• 7.3 방오 수위표 적용...259
• 7.4 결론 및 추가개발 계획...266
• 제3절 LSPIV를 이용한 실시간 유량측정 기법...267
• 1. LSPIV의 개요...267
• 1.1 영상 취득...267
• 1.2 좌표 변환...271
• 1.3 영상 분석...277
• 1.4 FFT를 이용한 분석 속도 향상...282
• 2. 표면 유속과 평균 유속의 관계...292
• 2.1 수리 실험...292
• 2.2 평균 유속과 표면 유속의 관계...294
• 2.3 개발된 방법의 검증...302
• 3. LSPIV의 검증...303
• 3.1 검증 방법...303
• 3.2 활차를 이용한 검증...304
• 3.3 수리 실험에 의한 검증...308
• 4. LSPIV의 개선...311
• 4.1 다중 카메라의 활용...311
• 4.2 흔들리는 영상의 개선...313
• 5. 이동용 LSPIV 시스템...320
• 5.1 이동용 LSPIV 시스템 개요...320
• 5.2 수리 모형 실험에의 적용...321
• 5.3 현장 측정 적용...322
• 6. 고정용 LSPIV 시스템...322
• 6.1 고정용 LSPIV 시스템 개요...322
• 6.2 괴산 수위표 설치...322
• 6.3 탄천 대곡교 설치...331
• 제4절 수치모형을 이용한 수위-유량관계 개발...343
• 1. 수위-유량관계의 복잡성...343
• 2. 수위-유량관계 개발을 위한 모형의 선정...347
• 3. 수위-유량관계 개발을 위한 모형의 정용선정...347
• 3.1 모형의 검정...348
• 3.2 모형에 의한 유량 계산...351
• 4. 수치 모형에 의한 수위-유량관계 개발...352
• 5. 결론...356
• 제5절 괴산 시험하천의 운영...357
• 1. 서론...357
• 2. 시험하천의 소개...357
• 2.1 시험하천의 개요...357
• 2.2 시험하천의 주요 장비(1) - 수위계...358
• 2.3 시험하천의 주요 장비(2) - 유량 측정 장비...361
• 3. 시험하천의 운영...362
• 3.1 시험하천의 운영 방침...362
• 3.2 수위계, 유량계의 설치와 유지 관리...363
• 3.3 시험하천에서의 측량...364
• 4. 수위 측정 결과...369
• 4.1 기포식 수위계에 의한 상하류 수위 변화 측정...369
• 4.2 수위계별 측정 결과 비교...372
• 5. 경사면적법을 이용한 유량산정...377
• 5.1 경사면적법의 적용 절차...378
• 5.2 경사면적법의 적용 결과...378
• 6. 유량측정 방법간 비교...380
• 6.1 동시유량측정에 의한 유량측정 방법간 비교...380
• 6.2 유량측정 방법의 정확성, 효율성, 경제성 비교...397
• 7. 소결...398
• 제6절 하천유량 실시간 제공기반 구축...399
• 1. 서론...399
• 1.1 개발 배경 및 목적...399
• 1.2 유량자료 관리 및 분석시스템 추진과정 및 성과...400
• 2. 유량자료 관리 및 분석 시스템...401
• 2.1 개요...401
• 2.2 구성...403
• 3. 유량자료 관리 및 분석 시스템의 기능...406
• 3.1 유량측정 정보 입력.계산.저장 시스템...406
• 3.2 유량검증 시스템...417
• 3.3 수위-유량 관계 개발...420
• 3.4 유량자료 생산 및 제공...430
• 4. 연구 추진 성 과 및 결론...431
• 제7절 수문자료 품질관리시스템 고도화 및 실용화...433
• 1. 수문자료 품질관리 기술 고도화 방향 제시...433
• 1.1 상관성 분석 및 인근관측소와의 관계식 설정...433
• 1.2 이상치 점검 기준 설정...440
• 2. 수문자료 품질관리시스템 고도화 및 전산화...447
• 2.1 수문자료 품질 자동 점검기준 재설정...447
• 2.2 인근관측소 자료를 이용한 자료 수정, 보완...450
• 3. 수문자료 품질관리시스템 운영 및 성과분석...455
• 3.1 우량자료...455
• 3.2 수위자료...456
• 4. 수문자료 품질관리 기법 추가 조사 및 활용 방안...461
• 4.1 데이터 마이닝 기법...461
• 4.2 기타 기법...463
• 5. 수문자료 품질관리시스템 유관기관 협의 및 실무 적용...465
• 6. 수문자료 품질관리시스템 실용화 방향제시 및 홍보...478
• 7. 수문자료 품질관리시스템 발전 방향 제시...480
• 제8절 시험유역 운영...481
• 1. 총괄...481
• 1.1 운영 현황...482
• 1.2 운영 결과...484
• 1.3 시험유역 운영관련 성과 및 실적...486
• 1.4 수문자료집 제작...487
• 2. 설마천 시험유역 운영...488
• 2.1 유역 개요...488
• 2.2 수문관측소 운영 및 유지관리...488
• 2.3 수문자료의 수집 및 검토...493
• 2.4 강우-유출 특성 분석...503
• 2.5 동절기 수위-유량자료의 고찰...507
• 2.6 Parshall Flume과 유속-면적법을 이용한 유량측정 자료의 비교 평가...510
• 2.7 자료관리, 제공 및 활용 현황...513
• 3. 섬강시험유역...514
• 3.1 유역 개요...514
• 3.2 수문관측소의 운영...520
• 3.3 수문자료 수집 및 검토...530
• 3.4 강우-유출 특성분석...576
• 3.5 요약 및 결론...591
• 4. 용담댐 시험유역 운영...593
• 4.1 용담 시험 유역 개요...593
• 4.2 수문관측소 유지관리 및 관측 현황...595
• 4.3 수문자료 현황...600
• 4.4 2005년도 호우 피해 조사...626
• 5. 이동 시험유역 운영...631
• 5.1 서론...631
• 5.2 시험유역 개요...633
• 5.3 관측시설의 설치 및 운영...636
• 5.4 수문자료 수집...650
• 5.5 수문특성 분석...733
• 5.6 요약 및 결론...781
• 제9절 홈페이지 구축 및 활용...783
• 1. 기존 홈페이지 내용 및 문제점...783
• 2. 새로운 홈페이지 구축...783
• 3. 새로운 홈페이지 활용...786
• 4. 수문자료집 제작...787
• 5. 결론 및 홈페이지 활용도 평가...787
• 제4장 목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...789
• 제5장 연구개발 결과의 활용계획...793
• 제6장 연구개발 과정에서 수집한 해외과학기술정보...795
• 제7장 참고문헌...797
• 연구결과 활용계획서...801
• 기술 요약서...811
• 유량자료 관리 및 분석 시스템 사용자 설명서...823
• 목차...825
• Ⅰ 개발 배경 및 목적...827
• 1. 유량자료 관리 및 분석 시스템 개발 배경...828
• 2. 유량자료 관리 및 분석 시스템 추진과정 및 성과...829
• 3. 유량자료 관리 및 분석 시스템 개요...831
• Ⅱ 기본설정 및 입력...839
• 1 프로그램 사용법...840
• 2 시스템 사용법...849
• Ⅲ 검증 및 수위-유량관계식 작성...883
• 1. 유량측정 성과 분석 방법 및 내용...884
• 2. 수위-유량 관계식...888
• Ⅳ 시스템 관리...919
• 1. 시스템 관리...920
• 2. 자바 플러그인 설치 및 자료 기능 활성화...927