Journal of Korea Water Resources Association (한국수자원학회논문집)

Korea Water Resources Association (한국수자원학회)
권호 표지

Prediction MOdels for Channel Bed Evolution Due to Short Term Floods

단기간의 홍수에 의한 하상변동의 예측모형

  • 표영평 (동신대학교 공과대학교 토목공학과) ;
  • 신철식 (한국건설품질관리연구원) ;
  • 배열호 (시설안전기술공단 기술지원단)
  • Published : 1997.12.01
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Abstract

One-dimensional numerical models using finite difference methods for unsteady sediment transport on alluvial river channel are developed. The Preissmann implicit scheme and the Lax-Wendroff two-step explicit scheme with the Method of Characteristics for water motion and a forward time centered space explicit scheme for sediment motion are developed to simulate the sediment transport rate and the variation of channel bed level. The program correctness of each model is successfully verified using volume conservation tests. The sensitivity studies show that higher peak stage level, steeper channel slope and longer flooding duration produce more channel bed erosion. and median grain size, $D_{50}=0.4mm$ give maximum volume loss in this study. Finally, the numerical models are found to produce reasonable results from the various sensitivity tests which reveal that the numerical models have properly responded to the changes of each model parameter.

본 연구에서는 하도 내에서의 부정류 유사이송으로 인한 하상변동의 일차원적 수치모델들을 개발하였다. 유사량과 하상변동에 대한 수치해를 얻기 위해 흐름의 방정식은 Preissmann 음해법과 Lax-Wendroff 2단 양해법을 그리고 유사의 연속방정식은 시간 전방차분, 공간 중앙차분 양해법을 사용하여 수치 적분하였고, Lax-Wendroff 기법 내에서 상류와 하류의 추가 경계조건을 구하기 위해 특성곡선법을 적용하였다. 모델의 정확도는 부피보존실험을 통하여 성공적으로 입증되었으며, 모델의 주요 변수들에 대한 민감도 분석결과로부터 보다 큰 최대 홍수위, 하상경사 및 홍수지속기간에 의해 큰 하상세굴이 발생하였고, 하상재료의 평균입경 가운데, $D_{50}=0.4mm$에서 가장 큰 하상변동을 가져왔다. 본 연구에서 개발된 모델들이 각 변수들의 변화에 적절한 반응을 함으로써 모델들이 합리적인 결과를 가져다주는 것으로 결론되어지며, 실제하천에 적용될 수 있는 것으로 판단된다.

Keywords

References

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