• The Journal of Engineering Geology
• /
• v.29 no.4
• /
• pp.393-403
• /
• 2019

The water-storage performance of an intake weir can be evaluated by stage-discharge ratings. The stage-discharge rating of a gabion weir depends on the physical characteristics of the filling materials. This study reviewed existing discharge formulae for the evaluation of the water-storage performance of gabion weirs. A previously published relationship between the characteristics of filling materials and experimental constants was adapted for stage-discharge rating. The mean size of the filling material is the most influential factor for the water intake and water-storage performance of gabion weirs.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2017.05a
• /
• pp.388-388
• /
• 2017

낙동강 하류 일대에는 수질과 수량 두 가지 요건을 모두 충족하는 강변여과수를 새로운 수자원 확보 대안으로 활용하고 있다. 일부 지역의 경우 과도한 취수량으로 인한 지하수 고갈을 우려하여 개발을 반대하거나 이로 인한 피해보상 범위가 명확치 않아 간접편입부지의 주민들이 피해를 우려하고 있는 실정이다. 따라서 해당 지역에서의 취수량은 인근 주민들에게 피해가 가지 않는 한도 내에서 이루어 져야한다. 하지만 타 지역으로 원수를 공급하게 되어 필요이상의 지하수를 개발하게 되거나 목표취수량에 부합하지 않아 추가 양수정을 시공하는 경우와 같이 수요량과 적정 취수량사이에 문제가 발생하는 경우가 있다. 이러한 배후 지하수위 감소영향과 추가취수량 확보를 위해 주입정을 활용한 인공함양 방법이 적용될 수 있다. 본 연구에서는 강변여과 취수 시 배후 지역의 지하수가 유입되어 인근 지역의 지하수위 강하량을 감소시키기 위한 최적 주입 위치 및 주입량을 산정하는 프로그램을 개발하였다. 고려된 최적화 결정변수는 주입정 개수와 위치, 그리고 주입량이며 제약 조건으로는 기 설치된 양수정 위치, 초기 자연 평형상태의 배후 지하수위에 근사하는 주입정 위치에 따른 최소 주입량 그리고 추가 생산 가능량 이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2007.05a
• /
• pp.373-377
• /
• 2007

본 연구는 하천수를 직접 취수하는 기존 취수장의 취수장애 문제를 해결하기 위한 대안을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 지금까지 취수장 문제해결 방법으로 검토되지 않았던 유로(流路) 및 하천의 지형변동을 GIS 및 항공사진을 이용하여 정량적으로 파악하였으며, 유사영역 구분 및 하도특성 분석, 하천 특성 해석에 적합한 이동경계 좌표계를 이용한 수치모형을 적용하여 2차원 하상 및 지형변동 예측을 검토하였다. 저수로의 이동 및 하상저하로 인하여 취수문제가 발생하고 있는 경상북도 구미시에 위치한 해평취수장 주변에 대하여 항공사진 분석 및 GIS 기법을 이용하여, 시간 경과에 따른 하천 형태 변화 저수로의 이동 특성을 조사하고 분석하였다. 저수로는 좌안에서 우안으로 이동해 가고 있으며, 이는 하천의 경사가 급하고 하폭이 증가하면서 발생하는 현상으로 저수로의 불안정성이 크게 증가 하는 특성을 보여주었다. 시간의 증가에 따라 저수로 하폭의 증가율이 감소하고 있으며, 수로의 측방 이동을 보여주고 있으며, 시간이 증가함에 따라 측방향 이동율이 감소하였다. 만재유량을 이용하여 유사의 영역구분을 수행한 결과, 망상하천으로서, 모래하천으로 부유사가 지배적인 하천으로 판단되었다. 2차원 수치모형을 이용하여 하상변동을 모의한 결과, 유량이 $2,000\;m^3/s$일 경우에는, 해평 취수장 측의 하천 하상은 상승하였으며, 구미정수장 측에서는 하상이 저하되었다. 홍수유량 $8,000\;m^3/s$일 경우에는 해평 취수장 측에서는 약간 저하하였고, 구미정수장 측에서는 하상이 상승하나, 직하류에서는 하상이 세굴되고, 하천 가운데 자리하고 있는 하중도는 커지는 현상을 보여 주었다. 또한 하중도 직하류에서는 하중도를 중심으로 좌안인 해평 취수장과 우안인 구미정수장 쪽으로 분류된 흐름이 합류되면서 하상에서는 퇴적과 세굴이 반복되며, 복렬 사주가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 두 흐름에 의해 와(vortex)가 크게 형성되어 하상의 세굴에 영향을 미치기 때문으로 판단되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2021.06a
• /
• pp.267-267
• /
• 2021

제주도는 화산섬의 지질특성상 강수의 지표침투성이 높아 지표수의 개발이용여건이 취약한 관계로 용수의 대부분을 지하수에 의존하고 있다. 따라서 지하수의 보전관리는 매우 중요한 사항이며 특히 지하수의 안정적인 이용을 위해서는 지하수 취수가 주변지역 지하수위에 미치는 영향 분석이 반드시 필요하다. 본 연구는 딥러닝 알고리즘인 Long Short-Term Memory(LSTM)를 활용하여 제주도 남동쪽 표선유역 중산간지역에 위치한 2개 지하수위 관측정을 대상으로 지하수 취수영향을 분석하였다. 입력자료로써 인근 2개 강우관측소의 일단위 강수량자료와 인근 6개 취수정의 지하수 취수량자료 및 연구대상 관측정의 지하수위 자료(2001. 2. 11. ~ 2019. 10. 31.)를 사용하였다. 지하수위 변동특성을 최대한 반영하기 위해 LSTM의 예측일수를 1일로 설정하였다. 보정 및 검증 기간을 사용하여 매개변수의 과적합을 방지하였으며, 테스트 기간을 사용하여 LSTM의 예측성능을 평가하였다. 평가지수로써 Nash-Sutcliffe Efficiency(NSE)와 평균제곱근오차(RMSE)를 사용하였다. 그리고 지하수 취수가 주변 지하수위 변동에 미치는 영향을 분석하기 위해 취수량을 최대취수량인 2,300 m³/일, 최대취수량의 2/3인 1,533 m³/일 및 0 m³/일로 설정하여 모의하였다. 모의결과, 2개 감시정의 보정, 검증 및 예측기간에 대한 NSE는 최대 0.999, 최소 0.976의 범위를 보였으며, RMSE는 최대 0.494 m, 최소 0.084 m를 보여 LSTM은 우수한 예측성능을 나타내었다. 이것은 LSTM이 지하수위 변동특성을 적절히 학습하였다는 것을 의미하며 따라서 추정된 매개변수를 활용하여 지하수 취수영향을 모의 및 분석하였다. 그 결과, 지하수위 하강량은 최대 0.38 m 였으며 이것은 대상지점에 대한 취수량은 지하수위 하강에 거의 영향을 주지 않는다는 것을 의미한다. 또한 취수량과 지하수위 하강량과의 관계는 한 개 관측정에 대해 선형적인 관계를 보인 반면 나머지 한 개 관측정에 대해서는 비선형적인 관계를 나타내는 것을 확인하였다. 따라서 LSTM 알고리즘을 활용하여 제주도 표선유역 중산간지역의 지하수위 변동특성을 분석할 수 있다.

• Journal of Environmental Impact Assessment
• /
• v.32 no.6
• /
• pp.473-487
• /
• 2023

Korea's multi-purpose dams, which were constructed in the 1970s and 1980s, have a single outlet located near the bottom for hydropower generation. Problems such as freezing damage to crops due to cold water discharge and an increase the foggy days have been raised downstream of some dams. In this study, we analyzed the effect of water intake depth on the reservoir's water temperature stratification structure and outflow temperature targeting Hapcheon Reservoir, where hypolimnetic withdrawal is drawn via a fixed depth outlet. Using AEM3D, a three-dimensional hydrodynamic water quality model, the vertical water temperature distribution of Hapcheon Reservoir was reproduced and the seasonal water temperature stratification structure was analyzed. Simulation periods were wet and dry year to compare and analyze changes in water temperature stratification according to hydrological conditions. In addition, by applying the intake depth change scenario, the effect of water intake depth on the thermal structure was analyzed. As a result of the simulation, it was analyzed that if the hypolimnetic withdrawal is changed to epilimnetic withdrawal, the formation location of the thermocline will decrease by 6.5 m in the wet year and 6.8 m in the dry year, resulting in a shallower water depth. Additionally, the water stability indices, Schmidt Stability Index (SSI) and Buoyancy frequency (N²), were found to increase, resulting in an increase in thermal stratification strength. Changing higher withdrawal elevations, the annual average discharge water temperature increases by 3.5℃ in the wet year and by 5.0℃ in the dry year, which reduces the influence of the downstream river. However, the volume of the low-water temperature layer and the strength of the water temperature stratification within the lake increase, so the water intake depth is a major factor in dam operation for future water quality management.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2003.09a
• /
• pp.597-600
• /
• 2003

용인시 백암취수장 주변 지역의 지하수에 대해 기초적인 지화학적 조사를 수행하였다. 현장측정자료에서는 취수정의 pH와 EC값이 주변지하수보다 지표수와 유사한 값을 보이며, 취수정의 용존산소(DO) 함량이 천층지하수보다 높은 값을 보인다. 더구나 취수정의 경우 NO$_3$함량이 10.5-12.1 mg/L이며 주변 지하수는 7.2-25.3 mg/L, 지표수는 13.1-14.9 mg/L로서 취수정의 설치심도가 70-180m로서 상대적으로 깊은 암반층에 설치되어 있다 하더라도 주변지하수 및 인접 지표수의 혼입에 의해 영향을 받아 오염이 진행되고 있음을 알 수 있다. 이와 같이 연구 지역은 현재 취수정이 모두 청미천변에 위치하고 있어서, 현재 암반 지하수로 개발하고 있는 취수정 지하수가 주변 천부지하수 및 지표수에 의한 혼입 및 오염가능성이 높기 때문에, 앞으로 장기적인 모니터링 및 지화학적 연구가 지속적으로 이루어 져야 할 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.401-404
• /
• 2003

경북 고령군 다산면의 충적층 강변여과 취수에 따른 수위변화 모델링을 시도하였다. 단순화된 2가지 모델을 기본으로 하여 1일 평균 1만 5천톤의 상수도 공급 시, 일정수두 유지를 위한 연간 취수 계획 및 적정 취수량을 검토하였다. 한편, 질량 균형(mass balance)을 통하여 모델 검증 및 시기별 하천수와 지하수의 유입 비율을 예비적으로 산정하였으며, 투수계수와 함양량 변화에 따른 지하수위의 민감도를 검토하였다. 하천수 유입 비율은 시기별로 65∼85% 범위를 갖는 것으로 나타났으며, 지하수위는 함양량 변화에는 둔감한 반면, 투수계수에 대해서는 상대적으로 민감한 것으로 평가되었다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.1510-1514
• /
• 2010

강변저류지는 홍수터, 하천연안 저지대 농경지 등을 이용하여 기존 제방의 일부 구간에 취수부를 설치하고 계획홍수 초과 또는 일정 수위 이상 발생 시 이를 일시 저류함으로써 하류의 홍수량을 경감시키는 소규모 수공구조물이다. 이러한 강변저류지와 같은 소규모 수공구조물의 홍수조절효과에 가장 큰 영향을 미치는 인자로는 저류용량이 있으나, off-line 형식을 강변저류지에 적용할 경우 저류용량 이외에도, 취수부의 형식(월류제, 수문)과 취수부의 제원(월류고, 월류폭 등)은 강변저류지의 홍수조절효과에 큰 영향을 미친다. 본 연구에서는 저류용량변화에 따른 홍수조절효과 변화에 초점을 맞춰 수행된 기존의 연구들과 달리, 취수부형식과 취수부 제원 변화에 따른 강변저류지의 홍수조절효과 개선방안을 제시하고자 한다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.35 no.6
• /
• pp.1247-1257
• /
• 2015

The river water intake system composed of the filter block, without installation of weirs in a channel, was proposed. To apply it to rivers, analysis of hydraulic characteristics is needed. In this study, the hydraulic experiment on the characteristics of flowrate passing through the river water intake system was carried out. The filter block was produced using riprap and stainless steel bead at the channel bottom. The experiment was carried out under various flow conditions and the flowrate passing through the intake system was measured. As the water depth approaching the intake system became deeper, the flowrate diverting to the intake system increased. As the Froude number increased, the flowrate diverting to the intake system decreased. The same trend was shown regardless of the characteristics of a filter block in the intake system. A constant discharge coefficient was shown regardless of the Froude number but it changed according to the size of a riprap and a stainless steel bead in the filter block. It was found that the discharge coefficient increases with the 0.6 power of the material size.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.174-174
• /
• 2012

최근 농업용저수지의 경우 기상이변에 따른 수위조절을 위하여 다량의 수문을 일시에 개방하는 사례가 지역적으로 증가하고 있는 추세이다. 그에 따라 당초 목적인 농업용수를 위한 취수시설이 최근 홍수조절용으로 활용됨에 따른 취수시설 내 공동현상이 발생하고 있다. 이러한 공동현상으로 인해 수시설물의 안정성에 문제가 발생하고 그에 따른 2차 재해위험이 있을 수 있다. 따라서 본 연구에서는 공동현상 방지를 위해 취수시설 공기관 설계기준에 대하여 고찰하였다. 공동현상을 방지하고 홍수량을 적절하게 배제하기 위해서 유입되는 공기량산정식이 필요하다. 공기관 단면결정은 농업생산기반정비사업 설계기준(필댐)의 구조설계 부분에 정리되어 있지만 이는 이수측면에서 설계 및 시공이 진행됨에 따라서 취수에 대한 목적을 달성하기에는 어려움이 있다. 따라서 취수시설의 기능과 역할을 증대시키고자 취수시설 적정 공기관 설계를 분석하여 향후 신규, 개보수 및 현장 유지관리에 활용하기 위한 기초자료를 제시하였다. 이러한 공동현상 및 공기관 설계를 위하여 현장조사, 수치해석, 수리모형시험을 병행하여 문석하였다. 그 결과 취수탑의 형상변수와 수위에 대한 수치해석을 수행하여 변수가 소요공기량에 미치는 영향은 조절게이트 개폐율을 증가시킬수록 소요공기량이 증가하며, 약 80%의 개폐율에서 소요공기량이 최대가 되었다. 방수로 직경이 증가하면, 공기관 입구와 끝단의 압력차가 감소하여 소요공기량이 감소하고, 수위가 증가하면 소요공기량이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 공동현상 방지를 위해 공기량 산정식은 취수터널에 연직수문이 설치되어 있는 6가지 흐름의 형태에 따라서 $/Q_w=0.04(F-1)^{0.85}$, $Q_a/Q_w=K(F-1)$, $Q_a/Q_w=0.014(F-1)^{1.4}$, $Q_a/Q_w=0.015(F-1)^{1.4}$의 관계식 중 적정한 것을 사용하여야 할 것으로 판단되며, 또한 공기관에 유입부의 허용부압은 수두로부터 1.0m이하로 하고, 공기관 내 풍속은 $45^m/s$를 기준으로 최대 $90^m/s$로 하여야 할 것으로 판단된다.