• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.1084-1088
• /
• 2007

국내에서 농업용수 취수, 수위 유지 등의 목적으로 18,000 개의 크고 작은 보가 하천에 설치되어 있으나 농경지의 도시화, 비닐하우스 단지화 등 토지이용의 변화와 대형 저수지의 축조/양수장 설치 등에 따른 취수 시설물의 통합 및 보체의 노후화 등으로 매년 50-150개의 보가 본래의 기능을 상실하여 용도 폐기되고 있다. 그러나 폐기된 보들이 철거 되지 않고 하천에 존치되어 하천생태통로의 단절, 수질 악화 등의 문제가 지속적으로 야기되고 있다. 외국의 경우에는 1970년대부터 본격적으로 기능을 상실한 보, 소형댐 등은 물론 일부 기능이 있는 하천횡단 시설물을 철거하여 하천환경복원을 추진하고 있다. 우리나라의 경우에는 최근 들어 기능을 상실한 보나 소형 댐 등에 한하여 하천생태통로 및 생태환경 복원 차원에서 철거의 필요성이 대두되기 시작하였다. 실제 철거도 이루어지고 있으나 체계적인 연구나 가이드라인 없이 지자체에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 보는 하천을 횡단하는 구조물로 보의 상류에 저류지가 형성되고 많은 양의 퇴적물이 쌓여 그에 따른 하상의 단차가 형성된다. 이런 보가 철거됨으로 인해 막대한 양의 유사가 이동하게 되고, 철거 형태에 따라 하상 침 퇴적이 발생하고 그 위치나 양에 따라 하천 형태가 변할 수 있다. 이런 변화를 예측하여 철거에 따른 문제 등을 사전에 방지할 수 있는 기술이 필요하고, 철거에 대한 가이드라인 등이 마련되어야 할 것이다. 본 연구는 한강 제 1지류인 곡릉천에 위치한 곡릉2보의 철거에 따른 하상 변동, 하천 형태 변화 등 물리적 영향을 조사하고, 보 철거 후 장 단기적인 하도 및 하상 변동 등을 예측하는 기술을 개발하는 것이다. 연구 대상 보인 곡릉2보의 철거에 따른 모니터링 결과, 하상의 종단 변화는 그리 크게 생기지 않았으며 보 상 하류 횡단면에서 변화가 다소 큰 것으로 나타났다. 또한, 하상 재료의 부분적 변화도 발견되었으나, 전반적인 하천의 변화는 크지 않은 것으로 나타났다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.31 no.4
• /
• pp.491-501
• /
• 1998

Numerical simulations were performed to analyse the flow pattern of the approach channel and to design the spillway guidewall for stable flow conditions. RMA-2, two dimensional finite element model which can easily represent complicated geometry was used, and model parameters were estimated from the observation data of hydraulic model test. Numerical experiments were made separately for the approach region and for the upstream region, and upstream boundary position of the hydraulic model beyond which the boundary effects are negligible was determined from the numerical results. For the stable flow condition in approach channel, alternative designs for guidewall were developed, and flow analysis for alternative designs was done through the numerical simulation. From the analysis of alternative design, we can see that the flow pattern in the approach channel is stable and the lateral stage difference disappears mostly before the spillway crest.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.35 no.1
• /
• pp.65-75
• /
• 2002

The objectives of this study are to analyse model-based soil moisture variations depending on model parameters m and $T_0$ and to evaluate the model performance for the simulation of soil moisture variations by the comparison of observed groundwater levels and model-driven soil moisture amounts and observed and simulated river discharges at the basin outlet. The selected study area is the Pyungchang IHP river basin with outlet at Sanganmi station and the summer flooding events during '94-'98 are used for the analysis. As a result, soil moisture holding capacity is increased according to increase the parameter m that represents effective groundwater depth. This phenomenon is especially dominant when higher m and $T_0$ values are used. The qualitative comparison of computed base flow and observed groundwater level shows that the base flow peaks are reasonably simulated and the decreasing limbs of hydrograph are mainly caused by base flows. It is concluded that TOPMODEL can be used effectively for simulating basin-averaged soil moisture variations in addition to river flow generations.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.302-306
• /
• 2010

전 세계적으로 진행 중인 지구온난화와 기후변화의 영향으로 우리나라의 강우특성이 변화하고 있다. 이에 기후변화로 인한 재해 발생요인을 감소시키기 위한 다양한 대책을 검토하고 합리적 대책을 제시하여 이상홍수에 대한 대응방안을 수립할 필요가 있다. 본 연구에서는 이상홍수에 대비한 방재대책을 수립하기 위해, 먼저 이상홍수 발생 시 댐과 같은 대규모 수공구조물의 방류로 인해 하류에 위치한 도시에 피해가 미칠 수 있는 유역을 선정하였다. 이후 선정된 시험유역에서의 이상홍수 발생 시나리오를 작성하여 각 시나리오별 이상홍수의 취약성을 평가하고, 마지막으로 시험유역에 다양한 방재대책을 적용해 적용된 방재대책의 재해저감 능력을 분석하여 적절한 방재 개선안을 도출하는 것을 목표로 하였다. 충주댐의 홍수조절 능력을 초과한 홍수발생 시 충주댐 하류에 위치한 주요 도시인 충주 및 여주에 홍수피해 발생 위험이 증가하게 된다. 본 연구에서는 2006년 7월에 발생했던 홍수사상을 분석하고, 2006년 7월의 실측 강우량보다 1.2~1.5배 큰 강우사상과 PMF가 발생할 경우에 대한 모의를 통해 남한강유역의 홍수 취약성을 분석하였다. 분석된 홍수 취약성을 기초로 충주댐 하류지역의 홍수피해를 줄이기 위해 다양한 홍수저감대책을 고려하였다. 홍수저감대책 중 구조적인 방법으로는 댐 상류지역에 홍수조절지를 건설하는 방안, 신규댐을 건설하여 충주댐과의 연계 운영하는 방안, 댐 하류에 강변저류지를 설치하는 방안 및 홍수발생시 파제를 실시하는 방안을 모의하였고 비구조적인 방법으로는 충주댐의 홍수조절능력을 높여주는 가변제한수위 적용방안을 모의하였다. 그 결과 댐 사이의 연계운영이 적절하게 이루어진다면 구조적인 방법 중 하나인 신규댐을 건설하는 방안이 가장 효과적인 홍수저감대책인 것으로 분석되었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.43 no.3
• /
• pp.275-282
• /
• 2010

The purpose of culvert design is to determine optimum size for a safe drainage of flood discharge. The present method of culvert design in Korea is generally carried out by using "Road Drainage Design" of Korea Expressway Corporation (1991), which is based on the manual of Federal Highway Association (FHWA) of USA. However, this method may result in subjective error because of using graphs and the usage of nomograph can be a major obstacle for computer modelling. Some errors found in the previous works of culvert design are corrected, and a new logic has been developed for a simple determination of culvert size in this study. FHWA (1985) presents a nomograph to determine the critical water depth and the velocity head for a circular pipe, but in this study simple explicit equations have been developed to determine both respectively.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.1233-1237
• /
• 2010

강변여과는 지표수와 지하수가 각기 갖는 장점과 제약점을 상호 보완하여 수질이 양호한 상수원수를 대량 확보하기 위한 실제적 대안이다. 자연적인 여과작용에 의해 수질이 개선되는 효과가 있어 경제적이고 안정적으로 확보할 수 있지만, 장기간 취수는 지하수위의 저하를 가져 올 수 있으므로 유역의 수문분석을 통한 기저유출량 산정에 관한 연구가 필요하다. 대상지역으로는 현재 강변여과를 개발중인 창원시 대산정수장 취수장 지역이며, 대상지역의 기저유출량을 산정하기 위해 대상지역 상류에 위치한 낙동강 본포교의 낙동강 유량을 기초로 기저유출량을 산정하여 지하수 함양율을 평가하였다. 수문곡선 분리는 여러 방법 중 다른 방법보다 상대적으로 간편하고 실무에서 많이 사용되는 방법인 수평직선분리법을 사용하여 적정 취수 가능량을 산정하기 위한 최소 기저유출량을 산정하고자 한다. 이에 따라, 보유 자료 중 연 평균 최저 유출량을 보인 2008년 가을 갈수기의 시작(2008년 10월)부터 2009년 가을 갈수기의 시작(2009년 10월)까지의 자료를 분석했다. 본포교 유량 자료는 8일부터 10일 간격으로 측정되고 있기 때문에 결측치는 최인접 두 지점 사이의 선형보간법으로 보완했다. 다소 많은 양의 결측치에 대한 보정과 해당 유역의 연간 유출 특성을 파악하기 위해서 이동평균(moving average)을 적용했으며, 적용 결과 관측 주기에 해당하는 10일 이동평균 유출수문곡선이 가장 적합한 것으로 나타났다. 10일 이동평균에 의한 유출수문곡선에 의하면 상승부의 기점은 2009년 6월 12일로 나타났으며 유출량은 47.87cms로 나타났다. 따라서 총 기저유출량은 상승부 기점의 유출량으로 111일 동안 발생하는 것을 알 수 있었으며 그 총량은 약 45,900만$m^3$으로 나타났다. 본 연구에서의 결과 본포교를 유역출구로 하는 이 유역에는 임의 유출이 생기는 호우사상 시, 기저유출량은 총 유출량의 6.38%를 최소한 기대할 수 있음을 알 수 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.147-147
• /
• 2012

댐 및 제방 등의 수공구조물 붕괴에 의한 극한홍수 전파를 해석하기 위한 2차원 홍수 해석기법에는 현재까지 다양한 기법들이 개발되어 왔고 다양한 모형들이 상용화 또는 범용화 되고 있다. 그 중 흐름의 전파양상을 정확하게 반영할 수 있는 상류이송기법인 Godunov형태의 유한체적기법은 충격파와 같은 불연속적인 해를 가지는 문제를 정확히 해석할 수 있고, 비구조적 격자 사용의 용이성 등의 장점 때문에 2차원 홍수파 전파 해석에 있어서 최근 십수년간 가장 활발하게 연구되어왔다. 하지만 이러한 기법은 양해법을 근간으로 하는 해석 기법으로써, 계산거리의 간격이나 계산시간의 간격, 격자망의 구성 등 엄격한 제한이 필요하다. 특히 방대한 계산시간을 요구하는 기법의 약점은 홍수예 경보 등을 위한 실시간 모형의 구동에 있어서 큰 제약이 되어 왔다. CPU의 성능이 지속적으로 발전하면서 이러한 문제는 점차 극복되어 왔으나, 발열 등의 문제와 이를 극복하기 위한 멀티코어의 등장으로 인해 단일 코어의 성능개발은 매우 더딘 것이 사실이다. 현재까지 연구되고 개발되어 온 모형들은 특별한 처리 없이는 단일 코어만을 사용하여 계산할 수 밖에 없기 때문에 멀티코어의 장점을 전혀 이용할 수 없다. 이러한 점을 극복하기 위해 프로그램을 병렬화하여 단일 문제에 대해 멀티코어를 사용할 수 있다면 계산시간 단축에 큰 효과를 거둘 수 있을 것이다. 현재까지 IT분야에서 다양한 병렬프로그래밍 기법들이 개발되고 소개되어 왔다. 본 연구에서는 병렬프로그래밍 기법중 가장 널리 사용되고 있는 MPI(Message Passing Interface)기법을 적용함으로써 기 개발된 고정확도 유한체적모형을 병렬화 하여 계산시간을 단축하고자 하였다. 개발된 모형을 장애물이 존재하는 실험하도의 댐 붕괴 문제와 2002년 태풍 루사 시 큰 피해를 입은 강릉시 일원의 섬석천 유역에 위치한 장현저수지와 동막저수지의 붕괴사례에 대해 적용하였다. 모형을 코어 개수별로 다양하게 모의함으로써 기존모형과의 결과에 대한 일치성을 확인하였고, 기존 모형 대비 계산시간 단축의 효과를 입증할 수 있었다. 개발된 본 모형을 실시간 홍수범람해석을 위한 시스템으로 구축할 수 있다면, 실시간 홍수예 경보에 있어 주요지점에서의 수위해석 뿐만이 아닌 제내지 범람 예보 분야까지 확대 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.984-984
• /
• 2012

지구온난화와 기후변화의 영향으로 전 지구적으로 이상홍수, 이상가뭄, 한파와 같은 이상기상 현상이 빈번하게 발생하고 있다. 국내에서는 2010년 추석 광화문 침수사태와 2011년 우면산 산사태와 같은 국지성 집중호우로 인한 인적 물적 피해가 속출하고 있다. 전통적으로 시기나 양적인 측면에서 대부분 장마기간에 국한되었던 강우집중현상이 과거와 달리 특정기간에 상관없이 발생하고 단기성, 국지성을 지닌 호우의 발생빈도가 높아지는 등 국내 강우의 특성이 변하고 있다. 이러한 변화에 대응하기 위해서 강우예측과 유출량예측의 정확도를 높이기 위한 시도가 다양하게 이루어지고 있다. 강우예측의 정확성을 높이기 위해 기상청에서는 단기예보를 목적으로 전지구 통합모델과 지역 통합모델을 연계한 동네예보를 수행하고 있으며, 초단기 예보를 위한 목적으로 VSRF, SCAN, VDRAS, MAPLE 등의 예보를 수행하고 있다. 홍수량 예측에서는 일반적으로 사용하고 있는 물리적 기반의 모형에 레이더강우와 같은 격자형 강우자료를 사용하여 정확성을 높이거나, 기존의 집중형 모형을 분포형 모형으로 대체하기 위한 연구 등이 이루어지고 있으며, 모형 구축이 간편하고 예측 정확도가 우수하다는 장점으로 인해 신경회로망이나 퍼지추론기법 등을 사용한 연구도 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수자원분야에 산재한 불확실성을 적극적으로 인정하고 수학적으로 해석하기 위한 이론인 퍼지이론에 신경망 이론을 도입한 neuro-fuzzy 기법을 사용하여 홍수량을 예측하였다. 모형의 입력자료로는 관측된 강우자료와 유출량자료 및 기상청에서 제공하는 MAPLE(McGill Algorithm for Precipitation Nowcasting by Lagrangian Extrapolation) 강우예측자료를 사용하여 적용성을 평가해보았다. 모형의 적용성을 평가하기 위해 시험유역을 충주댐 상류 유역으로 선정하였으며, 2010년 2011년 홍수기의 충주댐 유입량을 예측하였다. 모형의 입력자료를 변경하여 입력자료의 변화에 따른 결과를 비교하였고, clustering 반경의 변화에 따른 정확도를 비교하였다. 모형의 정확도는 평균제곱근오차와 첨두수위오차를 통해 비교하였으며, 비교결과 전반적으로 lead time이 길어질수록 MAPLE 사용 시 예측 정확도가 우수하였고, clustering 반경은 0.5일 때 가장 우수한 결과를 보였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.30 no.5
• /
• pp.549-559
• /
• 1997

A multiply-connected network unsteady flow model for the main reach of the Han River is developed. It is a variable parameter model which allows variable roughness coefficient for each computational point according to the spatial position and the value of discharge. Sensitivities of the model to roughness coefficient and weir-flow discharge coefficient are tested, and as a result Manning's roughness coefficient is selected as the calibration parameter. The model is calibrated and verified using the records of the past flood events. A modified Gauss-Newton method is used for the optimal calibration of roughness coefficients. From the calibration of variable parameter model, spatial variation and discharge dependence of Manning's roughness coefficient are identified. That is, the roughness coefficient is higher for the upstream reach of the Wangsook stream Junction, and it decreases as the discharge increases. It turns out through the verification that the stages calculated by the variable parameter model agree better with the observed than those by the conventional single parameter model. Spatial variation of the roughness coefficient appears to be more significant than the dependence of the discharge.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.40 no.1 s.174
• /
• pp.1-10
• /
• 2007

Reallocation procedure of multipurpose reservoir storage capacity between flood control and conservation is presented as an alternative to secure more water resources. Storage reallocation is an adaptive management mechanism for converting existing normal pool level of reservoirs to more beneficial uses without requirement for physical alteration. This study is intended to develop a reservoir storage reallocation methodology that allows increased water supply storage without minimizing adverse impacts on flood control. The methodology consists of flood control reservoir simulation for inflows with various return periods, flow routing from reservoir to a potential damage site, analyzing river carrying capacity, and reservoir yields estimation for reallocated storages. For the flood control model, a simulation model called Rigid ROM(Reservoir Operation Method) and HEC-5 are used. The approach is illustrated by applying it to two reservoirs system in Geum River basin. Especially with and without new project conditions are considered to analyze trade-offs between competing objectives.