Numerical Analysis on Flow and Bed Change Characteristics by Discharge Variations at the Confluence of Nakdong and Geumho Rivers

낙동강과 금호강 합류부 구간에서 유입유량에 따른 흐름 및 하상변동 특성 변화에 관한 수치모의 연구

This study analyzes the changes in the flow characteristics due to the difference in inflow discharges from the main channel and tributary at the confluence of the Nakdong and Geumho Rivers. The analysis was done using a two-dimensional numerical method. The study site has complicated flow patterns because of the discharge variation from the main stream and tributary. The study section has a meandering main channel, and the hydraulic characteristics cannot be defined with simple conditions such as the confluence angle of the channels or the ratio of the channel widths. An actual flood event in 2012 was applied in the numerical simulation. The maximum velocity occurred in the meandering section after passing the confluence, where a rapid change was expected. A high velocity and large bed change in this section were observed in the simulation results. The variation of discharges from the main channel and tributary was a more dominant factor in the flow and bed changes for the normal flow conditions than the flood event. This indicates that countermeasures for channel stabilization should be considered in the meandering section downstream of the confluence section, and countermeasures for the study section should be investigated.

본 논문에서는 하천의 지류와 본류가 만나는 합류부를 대상으로 유량변화에 의한 수리특성 변화를 2차원 수치모의를 통해 분석하였다. 대상 구간은 각각 본류와 지류에서 유입되는 유량으로 인해 복잡한 흐름이 형성되는 낙동강과 금호강 합류부를 대상으로 하였다. 대상 구간은 단순히 합류각이나 하폭비 등으로 일반화하여 흐름 양상을 정의할 수 있는 구간이 아닌 본류의 만곡과 지류의 유입이 동시에 나타나는 특성을 갖고 있는 구간이다. 수치모의 조건은 해당구간에서 2012년에 실제 발생한 홍수사상을 모의조건으로 선정하였다. 급격한 변화가 예상되었던 합류부 구간에 비해 합류 후 만곡부 구간에서의 가장 큰 유속이 발생하였으며 유속 및 하상변화 또한 동일한 구간에서 가장 크게 발생하였다. 유량 변화에 의한 영향으로는 홍수에 의한 변화보다는 평수시 흐름이 이 구간의 흐름과 하상변화에 더 지배적인 영향이 있음을 알 수 있었다. 이로 인해 본 연구의 대상구간에서는 하도 안정화를 위한 대처가 필요한 구간이 합류부 구간보다는 합류 후 만곡부 구간임을 알 수 있었다.