Uncertainty Analysis in Estimation of Roughness Coefficient Using the Field Measurement Data

In this study, validity and limitation of the estimation of roughness coefficient using the measured field data are investigated and the errors of the calculated roughness coefficient are analyzed. The assumption of uniform flow led to much difference of the computed results in low flow, and this is due to change of the cross-section informations such as flow area and hydraulic radius rather than the difference of velocity head. From the comparison between the estimations of average roughness coefficient in the reach which is relatively long, the calculation using the modified Newton-Raphson method is very efficient and accurate. In the measured roughness coefficient, the errors of measured flow and stage are included and the lower flow is, the larger the magnitude of error of measured roughness coefficient is. But the error of depth and velocity associated with uncertainty of roughness coefficient is less than about 5% in the both of low and high flow, and it shows the validity of measured roughness coefficient.

현장실측에 의한 조도계수 산정의 불확실도 평가

본 연구에서는 현장에서 실측된 유량 및 수위로부터 산정된 조도계수의 오차를 분석하고 그 타당성과 한계를 검토하였다. 자연 하천흐름을 등류로 가정하여 산정된 조도계수는 저유량 규모에서 부등류로 계산된 조도계수와 큰 차이를 나타내었으며, 이는 속도수두의 차이보다 평균 단면적, 동수반경 등 단면정보에 크게 영향을 받았다. 상대적으로 긴 구간에서 홍수량 규모의 평균 조도계수 산정에서는 구간 상하류만의 수위 자료를 이용하여 조도계수를 산정하는 수정 Newton-Raphson 방법이 구간 내 다수의 실측 수위로 산정된 평균 조도계수와 비교하여 효율적이고 정확한 해를 제공하였다. 현장 실측으로 조도계수를 산정할 경우, 수위 및 유량 측정오차로 인하여 홍수기보다 저유량 규모에서 산정된 조도계수의 불확실도가 증가되지만 이로 인하여 발생되는 수심 및 유속의 불확실도는 유량규모와 무관하게 5% 내외의 유사한 결과가 나타남으로써 실측 수위를 이용한 조도계수 산정의 타당성을 확인하였다.