Computational Model for Flow in River Systems Including Storage Pockets with Side Weirs

A quasi-two-dimensional unsteady flow model was developed for simulating the flow in a river system including artificial storage pockets with side weirs. It is a multiply-connected network which combines channels and storage pockets. The channel flow is described by the one-dimensional Saint Venant equations, and the weir overflow flow by the cell continuity and stage-discharge relations. The model was applied to the Imjin river system including six artificial storage pockets. Design flood peak reduction due to storage pockets is not sensitive to the side weir discharge coefficient. Storage pockets downstream are less effective than upstream ones in reducing peak stage as the backwater effect becomes more dominant. Simulated flood control effect is highly sensitive to the roughness coefficient. The uncertainty due to the roughness coefficient increases as the weir crest elevation gets higher. Because the best design alternative varies with the roughness coefficient, proper estimation of it is essential to the design of side weirs. Moreover, uncertainty of the estimation needs to be considered in the design process.

횡월류형 강변저류지를 포함하는 하천수계에 대한 수리학적 계산모형

횡월류식 강변저류지를 포함하는 하천수계의 흐름 모의를 위한 준2차원 부정류 계산모형을 수립하였다. 수립된 모형은 횡월류 흐름에 대해서는 수량보존에 관한 연속방정식 및 월류형 수위-유량 관계식을, 하도에 대해서는 1차원 St. Venant 방정식을 각각 지배방정식으로 하여 흐름을 모의하는 폐합형 계산모형이다. 수립된 모형을 현재 계획 중인 군남 홍수조절지부터 한강 합류 지점까지의 임진강 구간에 대하여 적용하였다. 횡월류 위어의 유량계수에 대한 민감도 분석 결과, 최대유량 및 수위의 저감효과는 유량계수에 관계없이 거의 일정한 것으로 나타났다. 수계 하류 측에 위치한 강변저류지일수록 배수영향이 커지므로 첨두 홍수위의 감소효과는 줄어드는 것으로 모의되었다. 강변저류지의 홍수저감 효과는 조도계수에 따라 크게 달라지며 횡월류 위어의 정부표고가 높을수록 조도계수에 따른 홍수조절 효과의 불확실성이 커지는 것을 알 수 있었다. 강변저류지의 설계를 위해서는 조도계수의 적절한 추정과정이 선행되어야 함은 물론이고, 추정된 조도계수의 불확실성을 감안하여 횡월류 위어의 정부표고를 결정하기 위한 방법의 개발이 필요할 것으로 판단된다.