• 한국수자원학회논문집
• /
• 제42권5호
• /
• pp.425-432
• /
• 2009

공릉2보는 농업용수의 공급을 위하여 1970년대에 설치되었다. 그러나 인근 지역의 토지 이용의 변화로 용도를 다하여 사용되지 않고 방치되어 있었다. 공릉2보는 높이 1.5 m의 소형 보 이며, 공릉천의 하상재료는 가는 모래에서 가는 자갈로 구성되어있다. 지자체와 지역 주민들과의 협의를 통하여 공릉2보는 2006년 4월 14일 완전히 철거되었다. 본 논문에서는 공릉2보 철거에 따른 하천형태학적인 변화를 조사하기 위한 연구를 수행하였다. 보 철거 전 후의 하상재료의 입도분포, 종단 하상고, 그리고 단면형의 변화가 고찰되었다. 보를 포함한 1 km 구간에서 순 퇴적량이 산정되었으며, 결과로부터 평형하상을 유도하는 유사이동 과정이 초반 45일동안 무척 빠르게 진행되었음을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.14-14
• /
• 2017

안정하도란 하도형성유량이 발생하는 조건에 대해 단면내에서 발생하는 유사량과 유입되는 유사량이 평형상태를 유지하는 단면을 의미하며, 안정하도 평가 및 설계란 현재 단면을 안정하도 단면과 비교하여 평가하거나 안정하도를 만족하는 하상경사와 하폭, 수심을 도출하는 과정을 의미한다. 이러한 안정하도 평가 및 설계는 하천을 정비하거나 복원하는 과정에서 장기적인 하상 평형상태를 고려하기 위해 적용할 수 있으며, 하상 침식 혹은 퇴적에 대해 지점별 평가방법으로 활용 할 수 있다. 안정하도 단면은 상류에서 유입되는 유사량과 대상구간의 발생 유사량의 평형조건에 의해 결정되기 때문에 유입되는 유사량 자료의 정확성과 대상구간 발생 유사량 산정의 정확도가 전체 평가 결과의 신뢰도에 가장 중요한 요소로 작용한다. 그러나 현재까지 활용되어 온 안정하도 단면 계산 방법의 경우 대상구간 발생 유사량 결정을 위한 유사이송공식의 선택이 특정 공식으로 한정되어있어 국내 하상과 적합한 유사이송공식의 적용이 매우 제한적이었다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기존의 안정하도 평가 및 설계 방법을 개선하기 위해 다양한 유사이송공식의 적용이 가능한 안정하도 평가 모델의 알고리즘을 제시하였으며, 관련 분야의 실무자가 쉽게 활용 할 수 있도록 사용자 친화적인 사용자 친화적인 안정하도 평가 및 설계 프로그램(Stable Channel Analysis and Design, SCAD)을 개발하였다. 본 연구에서는 기존의 안정하도 단면 계산 방법인 Copeland 방법을 분석하여 새로운 알고리즘을 개발하였으며, 단면 유사량 분석 계산과정에서 자갈하상 공식을 포함한 총 다섯 가지의 유사이송공식을 새롭게 추가하였다. 개발된 SCAD 프로그램은 정확도 및 적용성 향상을 위해 청미천과 내성천 모래하상 구간 그리고 원주천 자갈하상 구간에 대해 시험계산을 수행하였고 평가 결과를 프로그램 개선을 위해 적극 활용하였다. 또한 웹 포팅 프로그램 구축을 통해 다양한 사용자가 특정 웹사이트에서 프로그램에 쉽게 접근할 수 있도록 하였다. 본 연구에서는 개선된 안정하도 평가 및 설계 프로그램을 활용하여 다양한 유사이송공식 선택에 따른 안정하도 산정 결과 값의 변화를 분석하고 그 범위를 정량적으로 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.516-516
• /
• 2023

하천 만곡부 외곽 하안부의 빠른 유속은 침식을 유발하고 내측의 느린 유속은 토사 퇴적의 원인이 된다. 이는 하천 지형을 지속적으로 변화시키는 원인이 되고 나아가 하천 주변의 환경뿐만 아니라 안정성에도 문제를 일으킨다. 하천의 안정성과 수생태계 보존을 위해서는 수제와 같은 인공 구조물을 설치하여 하도의 안정을 유지할 수 있다. 수제는 후류에 느린 유속을 발생시켜 침식을 예방하고 제방과 하안을 보호한다. 그러나 수제 주변에서 발생하는 강한 와류는 국부 세굴을 유발하여 구조물의 안정성을 저해하기도 한다. 본 연구에서는 이동상 수리실험을 통해 수제 주변에서 발생하는 국부 세굴 및 후류에서의 하상 변동을 측정하였다. 수리실험은 길이 10 m, 폭 0.44 m, 높이 0.59 m인 수로에서 D50 = 2.98 mm인 모래를 사용하였고 하상변동은 하상이 평형상태에 이르렀을 때 물의 흐름을 멈추고 측정하였다. 실험 결과를 바탕으로 평형상태의 하상변동과 시간 변화에 따른 세굴심 변화를 도출하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1684-1688
• /
• 2007

하천의 수위를 유지하거나 농업용수를 취수할 목적으로 하도 내에 조성되는 보는 현재 국내에 약 18,000개 정도가 있다. 그러나 최근 도시 인구집중화에 따른 농경지의 도시화, 토지이용의 변화, 취수 시설물의 통합, 시설의 노후화 등으로 많은 수의 보가 제 기능을 상실하고 있다. 이러한 보는 하천생태통로의 차단, 미생물 어류의 이동 단절, 수질의 악화 초래, 수변 생물서식처의 변화를 가져오고 있다. 기능이 상실된 보 가운데 곡릉천 곡릉2보를 철거함에 따른 상하류 하상변동을 해석하고자 미공병단의 HEC-6 모형을 이용하여 수치해석을 하였다. HEC-6 모형의 수치해석을 위해 곡릉천의 단면, 유사량, 입도분포, 수위-유량 곡선을 이용하였고, 보 철거 후 시간에 따른 유사이동량의 변화를 파악하고 보 상류의 하상세굴과 보 하류의 퇴적현상을 관찰하였다. 또한 보 철거 후 장기하상변동을 모의한 결과 곡릉천에서의 곡릉2보를 철거함으로 인한 평형하상으로 도달되는 시간은 20년 정도 소요되는 것으로 예측되었다. 이러한 기능이 상실된 보를 철거함으로 인해 하류에 미치는 물리적 영향의 분석은 하천 생태 복원을 위한 기초 자료로서 이용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2007년도 춘계학술발표논문집
• /
• pp.99-103
• /
• 2007

정확하고 신뢰성 높은 유량 자료는 수자원의 정량적인 계획과 관리에 필수적이다. 이를 위하여 Chiu는 기존의 결정론적인 흐름 방향 유속분포식의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 확률통계에서 사용되는 엔트로피 개념을 이용한 3차원 유속분포 식을 제안하였고, 이를 실험실 데이터와 자연하천에 적용하여 신뢰성과 정확성을 지속적으로 증명하여 마침내 이에 대한 활용성이 매우 크게 대두되어 Chiu의 유속공식을 적극적으로 사용하고 있는 실정이다. 그러나 지금까지 이론적인 유속 분포식을 검증하기 위하여 단면 형상이 일정한 직사각형이나 사다리꼴 동의 실험수로에서부터 불규칙한 단면 형상을 갖는 자연 하천에 대한 적용을 거의 이루고 있는 실정이나, 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달하려고 하는지에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 하상경사를 임의로 변경 가능한 실험수로를 선택하여 정밀법에 의한 유속측정을 실시하였다. 같은 지점의 같은 단면에서 하상경사(${\Theta}$)가 0.000935부터 0.025794까지 28번의 경사변화를 주고 각 경사마다 유량을 측정하여 28개의 유량측정 데이터를, Chiu의 엔트로피 유속공식에 적용하여, 평균유속과 최대유속 사이의 관계가 선형관계, 즉 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달함을 증명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.740-746
• /
• 2009

자연 상태의 하천의 하상은 흐름에 의해 끊임없이 변하지만 기록적인 홍수 등 특별한 자연 현상이 없는 한 유사이송에 평형을 이룬 상태라 할 수 있다. 하지만 유역 토지이용의 변화와 골재 채취, 댐과 저수지의 건설 등과 같은 인위적인 요인들은 하천의 평형 상태를 파괴하고 유사이송문제 및 하상변화 등과 같은 문제점을 야기 시킨다. 따라서 홍수피해를 경감시키고 홍수조절을 목적으로 계획하는 홍수조절댐의 경우 홍수 발생 기간 외에는 상류와 하류 하천 간의 흐름 차단을 최대한 억제하고 상류로부터 유입되는 유사가 댐 상류부에 퇴적되는 것을 방지하기 위해 댐에 상시 개방되어 있는 배사관과 생태통로를 설치하도록 계획되기도 한다. 국내에서는 임진강 유역에서 홍수피해 저감을 위한 한탄강댐의 건설이 계획되었으며 유사이송문제와 생태환경 문제를 고려하여 배사관과 생태통로를 설치하도록 설계하였다. 본 연구에서는 1차원 HEC-6모형을 이용하여 대상 유역인 한탄강 홍수조절댐 상류하천에 대해 댐 건설 전과 후의 수위변화 및 하상변동 모의를 수행하였으며 지속 기간별 평수량과 연평균유량에 대한 장기하상변동을 분석하였다. 또한 과거유량수문자료를 이용하여 산출된 1년 동안의 대표 유량수문곡선을 HEC-6 모의에 적용하여 유량변화가 연속적으로 발생했을 경우의 하상변화를 1년과 100년 기간에 대해 각각 분석하였다. 그 결과 지속 기간이 길어짐에 따라 상류 7.8 km에서는 퇴적과 침식 작용이 활발히 일어남을 알 수 있었다. 하지만 댐 건설 전과 후의 하상 변화의 차이가 크지 않았다. 또한 연평균 유량 조건을 복합적으로 적용했을 때가 지속적인 연평균유량을 적용했을 때보다 하상변화가 더 크게 발생하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권2호
• /
• pp.217-227
• /
• 2012

본 논문에서는 저수지 퇴사 및 배사현상을 모의하기 위한 준정류 모형을 제시하였다. 준정류 모형은 하상은 시간에 따라 변하지만 유동은 정상류라는 가정에 기초한다. 이것은 유동에 비해 매우 장기간에 걸쳐 하도형태가 변하기 때문에 타당하다. 개발된 모형을 저수지 퇴사에 관한 실내실험에 적용하였다. 수치계산을 통하여 상류측에서 공급되는 유사량에 따라 하도의 수심 및 하상경사가 조정되는 것을 보였다. 수치모의에 의한 수위와 하상고가 실험결과와 잘 일치하는 것을 확인하였다. 또한, 모형을 저수지 배사 현상에 관한 선행 실험 조건에 적용하였다. 이 경우에는 배사를 촉진시키기 위해 실험에서 부정류를 발생시켰기 때문에 준정류 모형에 의한 모의결과가 관측자료와 잘 일치하지 않는 것을 확인하였다. 마지막으로, 유사공급에 따른 평형 수심과 하상경사에 관한 공식을 제시하였으며 수치실험을 통하여 이를 검증하였다.

• 대한지리학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.253-265
• /
• 1994

본 연구에서는 하상이 주로 모래로 이루어진 우리 나라 충적하천에서 종단 하상경 사와 하천수리량과의 관계를 조사하였다. 조사대상 하천들은 주로 대하천의 1차 지류 중에 서 평형상태에 있다고 보여지는 하천들이다. 평형상태를 검토하기 위해서 Richards의 평형 하천의 조건을 참고하였다. 본 연구에서 채택된 방법은 Leopold와 Maddock식 형태와 Garde식 형태 두 가지이며, 이를 위하여 유역면적 100-2,000$ extrm{km}^2$ 까지의 18개 하천에 대해 상 류로부터 하천거리에 따른 하상경사, 유역면적, 하상재료 크기의 변화 등을 조사하였다. 조 사대상 충적하천에서 하상경사와 유역면적 및 하상재료의 크기 변화를 7개 하천자료를 이용 하여 Garde식 형태로 표시한 결과는 하상재료 크기의 변화에 대한 신뢰성 있는 자료의 부 족으로 현단계로서는 객관성이 부족한 것으로 보여진다. 14개 하천자료를 이용하여 얻어진 Leopold와 Maddock식 형태로 표시한 하상경사 S는 유역면적 A와 유역면적의 변화계수 0.0063 0.0063 $eta$를 이용하면 S = $S_{0}$ $A_{0}$$^{-------- +0.51}$A-$^{-------- -0.51}$로 $\beta$ $\beta$ 표시할 수 있다. 이 식에 의하면 조사대상 충적하천의 종단하상경사는 개략 적으로 유역면적의 -0.6승 정도에 비례하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
• /
• pp.1716-1720
• /
• 2010

최근에 하천에 대한 체계적인 조사 및 연구가 수행되지 않은 상태에서 골재채취 및 하천준설이 무분별하게 이루어져 왔다. 이로 인하여 하천의 급격한 하상 및 지형변화가 나타났다. 또한 하천의 안정성, 홍수범람, 수리구조물의 안정성, 하천수를 취수하는 취수장의 취수장애 발생 등 많은 문제점이 야기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 하안침식을 고려하여 골재채취 및 하도준설에 의한 교란하천의 적응과정을 정량적으로 파악하기 위하여 이동상 실내실험을 수행하였으며, 골재채취를 위한 준설 규모의 변화에 따른 하도의 응답 특성을 분석하였다. 실험 수로에서 초기에 유사의 이동이 시작되면서 하안침식이 발달하며, 교호사주가 발달한다. 하상에서 이동하는 유사는 웅덩이(pit)에 포착되면서 하류로 유사의 공급이 차단되며, 웅덩이 하류에서는 사주의 발달이 없으며, 평탄하상을 유지한다.웅덩이가 완전히 되메우기가 완료되며, 유사의 공급에 의해 웅덩이 하류에서도 사주가 발달한다. 시간이 지나면서 사주의 파장은 증가하고, 하상은 새로운 평형상태를 유지한다. 웅덩이 상류에서는 하폭이 크게 증가하고 있으나, 웅덩이 하류에서는 하폭의 증가율이 크지 않다. 또한 웅덩이 하류에서는 상류에서 공급되는 유사가 웅덩이에 의해 차단되고 사주의 발달이 거의 없다. 웅덩이의 되메우기가 진행되고 있는 동안에 웅덩이의 이동속도는 일정하게 유지되나, 되메우기가 완료되면서 웅덩이의 이동속도가 느려진다. 웅덩이의 규모가 증가함에 따라 웅덩이의 되메우기 시간은 증가하고 하안의 침식이 증가한다. 웅덩이의 상류와 하류의 하폭의 차이가 증가하며, 새로운 평형상태에 도달하는 시간이 증가하는 것을 보여 준다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
• /
• pp.116-119
• /
• 2007

정확하고 신뢰성 높은 유량 자료는 수자원의 정량적인 계획과 관리에 필수적이다. 이를 위하여 Chiu는 기존의 결정론적인 흐름 방향 유속분포식의 한계를 극복할 수 있는 방법으로 확률통계에서 사용되는 엔트로피 개념을 이용한 3차원 유속분포 식을 제안하였고, 이를 실험실 테이터와 자연하천에 적용하여 신뢰성과 정확성을 지속적으로 증명하여, 마침내 이에 대한 활용성이 매우 크게 대두되어 Chiu의 유속공식을 적극적으로 사용하고 있는 실정이다. 그러나 지금까지 이론적인 유속 분포식을 검증하기위하여 단면 형상이 일정한 직사각형이나 사다리꼴 등의 실험수로에서부터 불규칙한 단면 형상을 갖는 자연 하천에 대한 적용을 거의 이루고 있는 실정이나, 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달하려고 하는지에 대한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 하상경사를 임의로 변경 가능한 실험수로를 선택하여 정밀법에 의한 유속측정을 실시하였다. 같은 지점의 같은 단면에서 하상경사($\theta$)가 0.00069부터 0.019034까지 28번의 경사변화를 주고 각 경사마다 유량을 측정하여 28개의 유량측정 데이타를, Chiu의 엔트로피 유속공식에 적용하여, 평균유속과 최대유속 사이의 관계가 선형관계, 즉 하상경사가 변하는 경우에도 엔트로피 파라미터(M)가 이에 대응하여 평형상태에 도달함을 증명하였다.