DOI QR코드

DOI QR Code

홍수시 댐 운영방안을 내부 경계조건으로 포함하는 부정류 계산모형

Unsteady Flow Model Including a Dam Operation Rule for Flood Control as Internal Boundary Condition

  • 유명관 ((주)도화종합기술공사 수자원개발부) ;
  • 전경수 (성균관대학교 토목환경공학과)
  • 발행 : 2004.12.01

초록

다양한 내부경계를 포함하는 폐합형 하천수계에 대한 부정류 계산모형을 개발하였다. 계산모형은 폐합형 수계모형으로서, 계산기법으로는 Preissmann의 4점 음해법과 폐합형 double sweep 알고리즘에 근거한 모형을 사용하였다. 또한 댐 및 수중보 등의 수공구조물에서 발생할 수 있는 월류흐름, 오리피스형 흐름 등에 대한 모의가 가능하도록 하고, Auto ROM에 의한 댐에서의 홍수조절 방안을 내부경계 조건으로 포함하여 홍수시 운영조건에 대한 모의가 가능하도록 하였다. 팔당댐 하류부와 충주 조정지댐 하류의 남한강 구간 및 화천댐 하류의 북한강 구간을 포함하도록 한강 수계에 대한 계산모형을 수립하였다. 또한 과거에 발생한 총 11개의 홍수사상을 사용하여 남한강 구간에 대한 조도계수를 추정하였다. 홍수기간 중 목표수위를 유지하도록 하는 팔당댐 및 북한강 수계 댐들의 홍수조절 방안을 설정하고, 수립된 방법을 사용하여 과거에 발생한 홍수사상에 대한 모의계산을 수행한 결과, 설정된 홍수조절 방안이 잘 모의되는 것으로 나타났다.

An unsteady flow model for channel network including various internal boundaries if developed. It is a multiply-connected network model based on the Preissmann's four-point scheme and the Newton-Raphson method, where looped double-sweep algorithm is used. The model is capable of simulating flow through hydraulic structures such as dams and submerged weirs. It can also simulate automatic reservoir operation method (Auto ROM) for flood control, that is to maintain a target water level, by incorporating the strategy to the unsteady flow model as internal boundary condition. The model is applied to the Han River system that includes the downstream reaches of Choongju dam and Hwacheon dam as well as the downstream reach of the Paldang dam. Roughness coefficient for the downstream reach of Choongju dam is estimated. Automatic ROM is presumed for the Paldang, Chungpyung, Euiam, and Choonchun dams. The model is tested using historical flood records, and the flood control strategy is successfully simulated.

키워드

참고문헌

  1. 김상호, 김원 (2002). '한강 하류부 흐름해석을 위한 수리학적 모형의 구축.' 한국수자원학회 논문집, 제35권, 제5호, pp. 485-500 https://doi.org/10.3741/JKWRA.2002.35.5.485
  2. 김원, 김양수, 우효섭 (1995). '부정류 모형을 이용한 한강 하류부 하도의 조도계수산정.' 한국수자원학회지, 제28권, 제6호, pp. 133-146
  3. 김원, 우효섭, 김양수 (1996). '1차원 St. Venant 방정식을 이용한 한강 하류부 하도의 홍수류 특성분석.' 한국수자원학회지, 제29권, 제1호, pp. 163-179
  4. 김원, 김창완, 윤광석, 윤태훈 (2001). '신곡수중보와 조석운동을 고려한 한강 본류의 흐름특성.' 대한토목학회 논문집, 제21권, 제3-B호, pp. 305-314
  5. 발전처 (1998). 수력발전소 운용자료집
  6. 서울지방 국토관리청 (1989). 한강 하류연안 개발계획 보고서
  7. 서울특별시 (1992). 서울시 관내 하천제방 안전도 검토 및 치수 종합 대책수립 보고서
  8. 이상호, 이길성 (1992). '소양강댐 가상 파괴파의 수치모의.' 대한토목학회 논문집, 제12권, 제2호, pp. 109-122
  9. 이정규, 이창현 (2004). '수리학적 홍수추적 모형을 이용한 한강하류부의 조도계수 산정.' 대한토목학회 논문집, 제24권, 제1B호, pp. 25-32
  10. 이종태, 한건연, 서병하 (1993). '한강의 홍수규모에 따른 인도교수위의 조석영향분석.' 한국수문학회지, 제26권, 제2호, pp. 66-77
  11. 유명관 (1999). '한강 수계에 대한 홍수계산모형에 관한 연구,' 석사학위논문, 성균관대학교
  12. 윤용남, 박무종 (1992). '수리학적 홍수추적에 의한 댐방류시 하류수위 및 주요 하천 구간별 홍수 도달시간의 예측.' 한국수문학회지, 제25권, 제3호, pp. 115-124
  13. 전경수 (1996). '월류흐름을 포함한 부정류 계산모형에 관한 연구.' 한국수자원학회지, 제29권, 제2호, pp. 153-165
  14. 최병호, 서경석 (1987). '한강감조구간의 홍수추정.' 대한토목학회 논문집, 제7권, 제3호, pp. 133-139
  15. 최병호, 이정렬, 서경석 (1987). '한강감조구간의 조석전파.' 한국수문학회지, 제20권, 제2호, pp. 151-160
  16. 최병호, 전덕일, 안익장 (1992). '인천만 및 한강체계의 수치모형.' 한국해안.해양공학회지, 제4권, 제2호, pp. 130-137
  17. 황의준 (1997). '한강 본류에 대한 부정류 계산모형.' 석사학위논문, 성균관대학교
  18. 황의준, 전경수 (1997). '한강 본류에 대한 부정류 계산모형: 모형의 보정.' 한국수자원학회논문집, 제30권, 제5권, pp. 549-559
  19. Abbott, M.B. (1975). 'Methods of characteristics.' Unsteady flow in open channels, K. Mohmmod and V. Yevjevich, eds., Water Resour. Publications, Fort Collins, CO, USA, pp. 63-88
  20. Cooley, R.L., and Moin, S.A. (1976). 'Finite element solution of Saint-Venant equations.' J. Hydr. Div., ASCE, Vol. 102, No. HY6, pp. 759-775
  21. Cunge, J.A., Holly, F.M., Jr., and Verwey, A. (1980). Practical aspects cf computational river hydraulics. Pittman
  22. Fread, D.L. and Lewis, J.M. (1998). 'NWS FLDWAV Model.' NWS Report, Hydrologic Research Laboratory, NWS Office of Hydrology, NWA, Silver Spring, MD, USA
  23. Henderson, F.M. (1966). Open channel flow. Macmillan
  24. Holly, F.M., Yang, J.C., Schwarz, P., Schaefer, J., Hsu, S.H., and Einhellig, R. (1990). 'Numerical simulation of unsteady water and sediment movement in multiply connected networks of mobile-bed channels.' IIHR Report No. 343, lowa Inst. of Hydr. Res., Iowa City, Iowa
  25. Liggett, J.A., and Cunge, J.A. (1975). 'Numerical methods of solution of the unsteady flow equations.' Unsteady flow in open channels, K. Mohmmod and V. Yevjevich, eds., Water Resour. Publications, Fort Collins, CO, USA, pp. 89-182
  26. Samuels, P.G., and Skeels, C.P, (1989). 'Stability and accuracy analysis of numerical scheme modelling open channel flow.' paper presented at Hydrocomp 89, Dubrovnik, Yugoslavia, pp. 13-16
  27. Schaffranek, R.W., Baltzer, R.A., and Goldberg, D.E. (1981). 'A model for simulation of flow in singular and interconnected channels.' Technique of WRI, U.S. Geological Survey, Denver, CO, USA

피인용 문헌

  1. Operation of Estuary Barrage and Weirs in the Nakdong River during the Flood Period vol.14, pp.4, 2014, https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2014.14.4.289