• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2022.05a
• /
• pp.185-185
• /
• 2022

상수도 관망의 운영 단계에서 비정상상황의 발생은 필연적으로 발생하며, 비정상상황 발생 시상수도 관망 내 설치된 제수 밸브의 차폐를 통해 해당 구역의 격리 후 복구를 진행한다. 일반적으로 제수밸브를 통해 격리될 수 있는 최소 구역은 세그먼트로 정의하고, 제수밸브 설치 시 세그먼트의 격리로 인한 상수도 관망의 피해를 줄일 수 있도록 위치를 선정한다. 제수 밸브를 통한 격리 시 상수도 관망의 흐름 경로와 유향, 유속의 변화와 같은 수리적 특성 변화가 불가피하다. 지난 '19년도에 발생했던 3건의 수질 사고가 수리적 특성 변화에서 기인했던 것을 고려할 때, 제수밸브 차폐로 상수도 관망의 부분 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화에서도 수질 사고가 야기될 가능성이 있다. 기존 제수밸브 위치를 결정한 연구들을 보면, 대부분 제수밸브 위치에 따라 결정된 세그먼트의 격리 시 수압 저감을 고려하여, 격리 시에도 상수도 관망의 성능을 최대한 유지할 수 있도록 결정하는 것이 일반적이다. 다만, 앞서 언급한 것과 같이 격리 시 발생 가능한 수리적 특성 변화로, 수압 저감 외에도 예기치 못한 수질 사고의 발생 원인이 되기도 한다. 이에 따라 제수밸브의 최적위치를 결정할 때 수리적 특성 변화를 고려해야 예지치 못한 2차 피해를 줄일 수 있을 것이다. 이에 본 연구는 그래프이론을 활용하여 격리 전후 관로의 유향 변화를 최소화하도록 제수밸브 최적 위치 결정하는 방법론을 제안한다. 그래프이론은 망의 형태를 가지는 상수도 관망의 연결성을 정량화할 수 있으며, 본 연구에서는 수리학적 거리 인자를 적용하여 격리 시에도 각 수요절점이 최소 경로를 확보할 수 있도록 유도하였다. 해당 방법론은 가상 관망에 적용하여 수리학적 거리 인자에 따른 설계와 기존 상수도 관망 성능 극대화 설계 안을 비교하였다. 또한 수질 사고 위험도 인자를 정의하여 해당 인자에 따른 각 설계 안의 효과를 분석하였다. 본 연구는 향후 수질 사고를 고려한 밸브 시스템의 설계 및 운영에 활용할 수 있을 것으로 기대한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.49 no.12
• /
• pp.1035-1044
• /
• 2016

In joint portions of the levee and the barrier, complex 3-dimensional flow was generated and collapse of revetment occurred frequently. For these reasons, it is necessary to install the joint revetment with greater stability as compared with the general revetment at the joint portions. However, design criteria for joint revetment was not presented in River Design Criteria (KWRA, 2009). Therefore it is necessary to research for engineering design of the joint revetment. In this study, hydraulic experiments were performed under various flow conditions in order to realize the collapse conditions of riprap and carried out in 20.0 m straight open channel with one side levee and the width was 4.0 m. The diameter of riprap covered around joint revetment was 0.03 m and the inlet discharges were $0.5{\sim}0.8m^3/s$. The numerical simulations were performed under same conditions with experiment. as results of this numerical simulations, the influence range was confirmed from the distribution of flow characteristics and shear stress. As a result, the riprap diameter of the joint revetment was calculated from 4.1 to 6.9 times greater than that of general revetment. As the inlet discharge was large, the range of vulnerable area was developed long in the downstream direction despite of same withdrawal velocity of riprap. Through this study, the methods of calculating the riprap diameter and influence range were proposed according to hydraulic characteristics of flow around joint revetment. At a later study, if additional experiments about effect of flood plane and various types of barrier is applied, it is expected that rational design method with stability of joint revetment can be proposed.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.1931-1935
• /
• 2010

최근 기후변화에 의한 강우량 및 집중호우의 증가로 인하여 설계규모를 초과하는 홍수발생 가능성이 커지고, 이에 따라 제방월류 위험성이 증대되고 있다. 특히, 하천을 횡단하는 보 또는 낙차공이 있는 경우, 구조물 영향에 의해 국부적으로 유속이 증가하여 연결호안을 유실시킴으로서 제방붕괴에 의해 홍수피해가 가중될 수 있다. 과거 피해사례를 보면 횡단구조물과 제방과의 연결부가 세굴되어 파괴되는 사례가 많이 발생하고 있으며, 이는 하천횡단구조물 주위에 설치되는 연결호안에 대한 정량적인 설계기법이 정립되어야 할 필요성을 보여 준다. 경험적인 요소만으로 연결호안의 안정성을 판단함으로써, 과소설계에 의한 홍수피해가 발생하거나, 과대설계에 의한 비용손실을 초래하게 된다. 본 연구에서는 기존에 제시되어 있는 호안설계식을 연결부에서의 국부유속증가특성을 고려하여 적용한 결과를 비교하였다. 비교 결과, 연결부에서의 호안 크기가 증가될 필요가 있으며, 이에 대한 실험 실증적 연구가 필요한 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.1924-1928
• /
• 2009

다중패커시스템은 격리된 어느 특정 구간의 지하수를 채수할 수 있으며 그 구간의 온도, 압력 등의 자료를 연속적으로 관측할 수 있어 이를 통해 각 구간별 수리전도도를 구할 수 있다. 심도별 수직적 지하수두는 지상에서 연결 롯드를 통해 압력 측정 센서를 해당 심도까지 내려 롯드에서 설치된 압력 측정용 장비에서 관측할 수 있으며, 다중패커시스템을 이용한 수리시험으로는 양수시험, 순간충격시험, 간섭시험 등이 있는데, 본 논문에서는 순간충격시험을 이용한 결과를 제시하였다. 도출된 구간별 수리전도도를 다중패커시스템을 설치하기 전 나공에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험의 결과와 비교하여 보았다. 다중패커시스템을 통해 획득된 심도별 지하수두는 정수두 (hydro-static)상태의 일정한 경향성이 없이, 각 심도에 존재하는 투수성 구조에 영향을 보이고 있음을 알 수 있었으며, 이는 다수의 관측공을 통해 수평 방향의 수리경사를 산출함에 있어 관측공의 심도에 대한 충분한 고려가 있어야 한다고 판단된다. 또한, 다중패커시스템을 이용한 수리시험 결과를 나공 상태에서 이중 패커를 이용한 정압주입시험 결과에 대해 심도별 도출되는 수리전도도가 국지적으로 분포하는 투수성 구조에 영향으로 인해 투수량계수 (transmissivity)로 환산한 유효 투수계수로 비교하여 결정질 암반의 수리 특성으로 제안하는 것이 타당한 것으로 분석되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.165-165
• /
• 2011

현재 계획 또는 설계 단계에서 수행되고 있는 관거 시설의 수리계산에는 연결관 내에서의 마찰손실만을 감안하여 수행하고 있으며, 맨홀에서의 에너지 손실은 고려되지 않는 실정이다. 그러나 연결관 내부와 맨홀의 내부는 여러 가지 수리학적 조건이 다르므로 에너지 손실이 발생하게 된다(최원석과 송호면, 2002). 더욱이 직선으로 연결된 중간맨홀보다 유입관과 유출관이 $90^{\circ}$의 각도로 접합된 합류맨홀은 연결 구조상 유수교란에 의한 에너지 손실이 커질 것으로 예상됨에도 불구하고 현재 실무에서 우수 배수시설의 설계 시 직선 연결맨홀과 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 손실을 구별하지 않고 사용하고 있는 실정이다. 그러므로 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 우수관거 시스템의 우수 배제 능력을 증가시켜 도심지의 침수를 방지하기 위한 관거시설의 적정 설계 기준이 필요하며, 합리적인 설계 기준을 제시하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀 내에서의 수두 손실을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리모형 실험의 물질적 및 시간적 한계를 극복하기 위하여 일반적으로 3차원 유체거동의 특성분석에 많이 사용되는 Fluent 6.3 모형을 이용하여 과부하 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서의 흐름특성을 수치모의 하였으며, 맨홀 내 손실수두의 변화를 계산하여 손실계수를 산정하였다. 맨홀 및 접합 관거의 기하 모형의 격자망은 수치해석의 안정성 확보를 위하여 그림 1과 같이 6면체 격자로 구성하였다. 또한 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 급격한 와류에 의해 발생하는 에너지 손실을 저감하기 위하여 $90^{\circ}$ 접합맨홀의 내부 형상 및 접합 조건을 변화시켜 손실계수를 산정하였다. 수치모형의 적용 결과 맨홀 내에서의 유속변화, 수심변화 및 압력변화에 대해서는 수리모형 실험 결과와 유사한 경향을 나타내고 있으며, 수치모형에 의하여 산정된 $90^{\circ}$ 접합맨홀에서 에서의 손실계수 값과 수리모형에 의하여 산정된 손실계수 값이 거의 유사하게 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.113-113
• /
• 2017

중소하천에서 홍수 시 보 주변 흐름은 잠수월류(submerged overflow)의 형태이고, 이러한 조건 하의 보 파괴원인 중 가장 큰 부분은 제방과의 연결부에서 발생하는 세굴로 인한 것이다. 그러나 하천설계기준(2009)에서는 보 연결부 보호공에 대해 수리학적 특성과 유사적 특성을 고려한 적절한 세굴 범위를 제시하지 못하고 있는 실정이다. 또한 기존의 연구들은 주로 고정상 실험결과를 이용하여 세굴범위를 제시하고 있으며, 제체의 재료적 특성을 고려한 연구가 상대적으로 미약한 실정이다. 이에 본 연구에서는 제체의 재료적 특성(점성을 가진 유사 특성)을 고려하여 잠수월류 시 보 하류부 제방의 세굴길이를 도출하였다. 본 연구방법으로 이론적 접근에서 보 연결부 세굴을 유발하는 주요인자들을 활용하여 관계식을 제안하였고, 수리실험을 통해 제안된 식의 검증을 수행하였다. 수리실험은 균일 사다리꼴 단면의 직선 수로($7.0m(L){\times}2.0m(B){\times}0.5m(H)$)에서 이동상 제방구간(2.0m)과 고정상 제방구간을 나누어 실험의 효율성을 높이고자 하였으며, 이동상 제방 전용 다짐판 및 다짐 봉 등 자체적으로 제작된 실험 장비들이 이용되었다. 실험결과와 제시된 이론적 접근의 비교를 통해 제시된 이론식이 제체의 다짐도의 영향이 고려가 되지 않았음을 가정하였으며, Lee et al.(2001)의 연구를 참고하여 제체에 대한 다짐의 영향을 고려한 후 두 값들이 선형적인 비례 관계가 나타남을 확인하였다. 최종적으로 이러한 관계를 모두 고려한 잠수월류 시 보 하류부 세굴길이에 대한 예측식을 제안하였다. 본 예측식은 하천 계획 및 설계시 호안의 범위를 산정하는데 참고자료로 유용할 것으로 판단된다. 향후에는 완전월류(perfect overflow)에서 보 연결부 세굴에 대한 연구를 수행하여, 월류 형태 별 제방 세굴길이에 대한 연구를 완성하고자 한다.

• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.3 no.2
• /
• pp.149-165
• /
• 1993

Nowadays, the field hydraulic test is still an only method to evaluate groundwater characteristics in subsurface. The results of hydraulic test are very important for the concept model of fracture hydrogeology as well as the geometric pattern of fractures. The hydraulic tests performed in Korea are generally analysed under such assumption as steady radial flow in homogeneous aquifer or along simple geometry of fractures. Also the transmissivity measured in a fixed interval length is equivalent to a sum of individual fracture transmissivities in test legth. The boundary effects of weH hydraulics and the geometry of flow paths are hardly obtained from the test results analysed by a steady flow method. To circumvent this problem, the flow dimensional analysis was attempted from the results of constant pressure injection test carried out in a fractured granite area. A comparison of the hydraulic conductivity values from the transient and steady analysis shows that the latter is about a factor of 2~3 higher than the former. However, it was possible to analyse a flow dimension of each test interval from flow rate variation with time. The upper part of the bedrock(<10m deep) indicates an open boundary and the flow dimension shows nearly steady states, while the lower part of the bedrock(>25m deep) is characterized as sublinear flow dimension with a dosed boundary. In one of the test sections(15m deep), the flow dimension was changed from linear flow to spherical flow. From the experience of this study, one of the immediate problems to be solved is to enhance the field testing equipments, i.e., an accurate flowmeter with autorecording and a pressure detecting device to be able to install in the test section.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.1929-1933
• /
• 2009

수자원 수요가 급증함에 따라 단열 암반 대수층의 지하수를 개발해 이용하려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 단열암반 대수층의 지하수 유동 특성을 알아보기 위해 한국원자력연구원 연구 지역 내에 NX 규격의 직경 78mm를 갖는 500m 심도의 심부시추공 (DB-01)을 굴착하였다. DB-01에 대한 시추공 단열조사 (BHTV) 및 시추코아 분석을 통해서 심부 시추공에 대한 예비 투수성 구조를 도출하였으며, 투수성이 큰 구조로 단열과 연결된 지점으로 판단되는 심도에 대해서 현장 수리시험을 수행하여, 결정질 암반의 투수성 구조에 대한 수리특성을 규명하였다. 그 결과를 분석하여 비교적 투수성이 큰 심도를 결정질 암반의 대수층이라 정의하였다. 수리특성이 비슷한 3가지의 그룹 중 3그룹은 투수계수도 가장 크고 단열빈도도 밀집되어 있는 것으로 나와 심부 200m에서 250m이하의 이 단열구간은 수자원으로 지하수의 활용이 가능하다고 여겨진다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2023.05a
• /
• pp.492-492
• /
• 2023

담수 생물종 시식역의 보전을 위해 하천 연결성 유지와 회복이 중요하지만, 하천관리에 있어 이를 고려하기 위한 기초자료나 관련 연구가 부족한 실정이다. 특히 인공장벽(artificial barrier) 영향에 대한 대부분의 연구는 어류이동에 초점을 두고 있거나, 그 공간적 범위를 제한하는 경향이 있다. 본 연구는 강과 하천을 연속체 개념으로 접근하여 생태학적 과정을 방해할 수 있는 모든 인위적 구조물을 인공장벽으로 간주하고, 댐과 저수지, 보와 같이 하천의 종적 연결성을 저해하는 3개 유형의 인공 구조물에 대해 공간자료를 구축하였다. 수치지형도로부터 하천중심선과 수리시설물(보), 호소 및 저수지 경계를 교차(intersection) 분석하여 유형별 구조물의 위치 정보를 추출하고, 기존 자료와의 비교·검증을 통해 자료의 신뢰성을 도모하였다. 인공장벽에 대한 공간자료는 구조물의 유형에 따라 국가하천과 지방하천, 소하천으로 구분하고 낙동강 대권역 내 총 195개 표준유역에 대해 밀도(barrier density)를 계산하였는데, 여기서의 밀도는 하천 연장에 대한 총 인공장벽의 수로 정의(barriers/km)된다. 본 연구의 주요 결과는 낙동강 유역 내 인공 장벽의 밀도와 유형, 하천별 공간분포에 대한 정량적 평가를 포함하고 있으며, 이를 기반으로 수생태계 연결성 회복을 위한 하천관리방안을 모색하고자 하였다. 분석 방법과 결과 등 자세한 내용은 발표를 통해 제시될 예정이다.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.19 no.3
• /
• pp.327-334
• /
• 2017

The flood pulse in streams enhances the biodiversity and ecosystem services of the channel-floodplain ecosystems by exchanging water, nutrients, sediments and organisms. However, the lateral connectivity in most streams of Korea has been disrupted by the levee constructions for the purpose of flood control and land use of floodplains. To compare the characteristics of floodplain vegetation according to existence of lateral connectivity in streams, we investigated the geomorphological and soil environmental factors and structures and distribution of vegetation in the floodplains connected and isolated by levee to the channel in Cheongmi Stream, Seom River, Hwangguji Stream, Mangyeong River, Gomakwon Stream, and Boseong River, Korea. In comparison of soil environments, moisture and clay contents were higher in the isolated floodplain than in the connected floodplain. According to the result of principal component analysis (PCA) using environmental data, the environments of the connected floodplain and the isolated floodplain were separated by soil moisture contents, soil texture and distribution altitude of the vegetation. The results of detrended correspondence analysis (DCA) using vegetation data showed that the isolated floodplain was dominated by the hydropythic communities of diverse life form and that the connected floodplain was dominated by the hygrophytic communities that endure disturbance. In conclusion, it is thought that the vegetation of the floodplain changed to the lentic wetland vegetation dominated by diverse hydrophytes as the floodplain was isolated from the channel by artificial levees.