• 한국도로학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.109-116
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• 2012

본 연구의 목적은 도시고속도로 합류부의 특성 및 실제 교통상황을 고려하여 각 차로별, 구간별로 영향권을 분석하는 것을 목적으로 하였다. 향후에는 본 연구결과를 바탕으로 차로제어시스템(Lane Control System, LCS) 등 운전자 정보제공서비스 및 첨단기술에 적용하여 효율적인 도로이용을 통한 원활한 운행상태유지가 가능할 것이다. 본 연구에서는 속도의 표준편차를 기준으로 고속도로 합류부의 난류현상을 분석한 기존연구를 기반으로, 난류현상 발생정도를 기준으로 한 세분화된 합류부 영향권을 도출하였다. 난류현상을 기준으로 도출한 합류부 영향권은 합류지점을 중심으로 합류지점과 유사한 교통류 특성을 보이는 구간을 합류의 직접영향권으로 도출하였으며, 도출된 결과는 상류부 300m에서 500m구간의 1, 2, 3차로, 합류지점에서 300m지점까지의 전차로 및 하류부 100m지점까지의 전차로, 하류부 100m에서 300m구간의 2, 3차로로 분석되었다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제10권5호
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• pp.117-124
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• 2010

자연 상태에 존재하는 하천의 대부분은 단일하천이 아닌 몇 개의 지류가 본류와 만나는 복잡한 하천망으로 구성되어 있다. 이와 같은 하천망 내 합류부는 다른 단면에 비하여 수위, 유속 등의 수리학적 특성이 복잡한 현상을 보이게 되며, 상류부 지류 하천들의 유입유량의 변화, 합류부 내에서의 유로폭의 확대 축소 및 유로연장 등에 따라 수리학적 특성이 민감하게 변화된다. 본 연구에서는 지류와 본류의 합류부 유로폭 변화 및 제방 설치, 상류부 유량 및 본류와 지류의 유량비 변화에 따른 수리 모형실험을 실시하여 합류부의 수리학적 특성을 파악하였다. 합류부의 퇴적은 합류부 하류의 좌안, 우안 그리고 합류점 정체구간에 나타났으며, 지류부의 유량이 커질수록 합류부 하류의 좌안과 우안의 퇴적은 적게 나타났다. 합류부에 하류연결 제방(동일폭) 설치 시 본류부 하류의 좌안과 우안의 퇴적 구간이 감소되고 정체구간 역시 감소하였다. 직각연결제방 설치 시에는 정체구간의 퇴적이 감소하고 직각연결제방 꼭짓점에서 침식라인이 나타났다. 본 연구결과는 합류점 주변의 유지관리와 하천 개발에 따른 유로 정비 등의 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권2D호
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• pp.167-173
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• 2009

일반적으로 사용되는 고속도로 합류부 영향권은 합류지점을 중심으로 상류 100m, 하류 400m를 포함하는 총 500m로 정의된다. 그러나 실제 합류부의 교통류특성은 하류부보다는 상류부에 합류영향이 크게 미치는 것으로 관찰된다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 우측합류부 및 좌측합류부를 대상으로 차량간 상충으로 정의되는 난류현상을 이용하여 고속도로 합류부의 영향권을 분석하였다. 약 500m 간격으로 설치되어있는 현재의 교통류검지체계의 한계를 극복하기 위하여 동일한 도로조건의 합류부지점에 설치되어있는 교통류검지기를 통하여 수집된 원시데이터를 이용하였다. 각 지점별 데이터를 유사한 교통 조건으로 구분하기 위하여 도로의 서비스수준을 기준으로 총 72시간의 데이터를 분류하였다. 교통류 난류현상의 분석기준을 속도의 표준편차로 규정하고 분석한 결과, 우측합류부와 좌측합류부 모두 합류부의 직접 영향을 받는 구간으로 상류부 300m에서 하류부 400m까지 약 700m 구간이 도출되었으며 이는 기존의 영향권보다 상류부로 200m확장된 영역을 포함하는 결과이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.341-341
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• 2016

2차류는 주흐름 방향 유속에 비하여 작지만 유속을 재분포 시켜 흐름의 교란을 발생시키는 매우 중요한 인자이다(Woo, 2001). 2차류는 만곡부, 합류부, 분류부에서 흐름분리와 함께 나타나는 흐름특성 중 하나이지만 각 지점별로 2차류의 분포는 서로 상이하다. 하지만 국내에서는 만곡부에서의 2차류에 대한 영향에 대해서만 주로 연구가 이루어졌으며, 합류부와 분류부에 대해서는 연구가 아직 체계적으로 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 합류부와 분류부에서 2차류 영향을 고려한 2차원 수치모형을 적용하여 흐름특성 변화를 수치모의 하였다. 2차류 흐름을 고려한 수치모의를 위해 TELEMAC-2D 수치모형을 이용하였으며, 2차류의 영향을 고려하지 않고 계산한 SUPG기법을 적용한 모의결과에 대하여 Bernard and Schneider(1992)가 제안한 경험계수를 적용 후 그 결과를 실험결과와 비교분석하였다. 합류부(confluence)에서는 본류와 지류의 유량비가 증가할수록 흐름분리구역 길이와 최대폭이 증가하지만, 분류부(Bifurcation)에서는 분류수로 유량비가 증가할수록 흐름분리구역 길이와 최대폭이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 2차류를 제외한 수치모의에서 실내시험에서 제시한 분류유량비와 수심 및 유속분포를 동시에 충족시키기 어렵다. 반면 2차류 영향을 고려시 분기수로내 통수능을 감소시키는 흐름분리구역과 2차류의 상호작용에 의한 흐름정체효과로 분류유량비가 감소하였으며, 2차류 영향을 고려하여 모의한 결과 분류부 수치모의의 안정성과 정확성을 향상되었다. 하지만 본 모형에서 적용한 2차류 흐름관련 매개변수는 흐름특성에 따라 시행착오법에 따라 산출해야 하는 특성 때문에 향후에 추가적인 연구가 필요하다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권4호통권23호
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• pp.57-65
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• 2006

본 연구에서는 본류와 지류가 만나는 합류구간, 만곡 및 사행구간이 있는 자연하천과 동일한수리모형을 제작하고 합류부를 중심으로 본류와 지류의 유량비 변화에 따라 모형의 합류부 횡단면에서 발생하는 수위차의 변화를 분석하였다. 합류이전의 최하류단면 수위를 기준으로 하는 합류부 각 단면의 최대수위 변화에 미치는 유량비의 영향은 합류부 하류구간보다 상류구간에서 더 크게 나타난다. 횡단면의 최소수위에 대한 최대수위의 변화는 합류부 중심에 가까울수록 증가하며 합류부 중심 직하류에서 최대를 보인다. 또한 합류구간 횡단면의 수면경사는 단면형태에 따라 영향을 받으며 본류에 대한 지류의 유량비가 감소할수록 수면경사도 감소한다. 기존에 제안된 일정한 곡률반경과 정형화된 단면에서 도출된 횡단면 수위차 산정 공식이 평창강과 동일하게 제작된 모형수로에서 실측값과 약 60%의 차이를 보인 반면 본 연구에서는 실측값과 약 10%의 차이를 보이는 수위차 산정 공식을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2006년도 학술발표회 논문집
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• pp.1621-1625
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• 2006

하천은 여러 하천의 연결망으로 구성되어 있으며, 연결부는 절점으로 이루어져 있고, 이 절점은 하천이 합류하는 곳으로서 하천의 시스템을 구성하는 가장 중요한 요소이다. 최근에 친자연 하천 복원 등의 많은 사업을 하고 있음에도 불구하고 이에 대한 검토가 거의 이루어지지 않고 있으며, 이를 검토하고 이해하는 것이 하천을 복원하고 관리하는데 매우 중요하다. 본 연구는 본류와 지류의 하상경사 및 하상고가 다르고, 유사 유입조건이 다른 비평형 유입조건을 갖고 있으며, 하폭이 넓고 수심이 상대적으로 얕은 합류부에서 흐름 및 하상변동에 관하여 수치모의를 수행하여 그 특성을 파악하는데 그 목적이 있다. 적용 대상지역은 금강과 미호천의 합류부로서, 흐름 특성 및 하상변동을 모의하기 위하여 RMA-2와 SED2D를 이용하였다. 유량의 증가에 따라 흐름에 대한 유속이 증가하며, 전단층의 길이가 증가하고, 합류부의 우안의 정체수역에서 발생하는 와(vortex)의 크기도 증가하였다. 부유사의 농도는 실제 상황에 맞도록 비평형 유입조건을 사용하였으며, 미호천에서 유입되는 유사의 농도에 영향을 받아, 합류직후에도 유사의 농도가 높으며, 전단층을 경계로 하여 농도 띠가 하류로 유지되었으며, 합류 후에는 우안에서는 하상이 상승되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제37권10호
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• pp.881-888
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• 2004

본 연구에서는 지류와 본류의 합류부의 접근각도, 상류부 유량 및 본류와 지류의 유량비 변화에 따른 수리 모형실험을 통한 합류부의 수리학적 특성을 파악하였다. 합류부의 수리학적 특성은 합류점 부근의 유속과 관련된 최대유속의 크기 및 발생위치를 분석하였다. 합류점 부근의 최대유속은 접근각도가 증가함에 따라 점차 증가하며, 이는 유량 및 유량비가 증가하는 경우에도 동일한 경향을 나타낸다. 합류점 부근의 최대유속의 발생지점은 접근각도가 증가함에 따라 거리가 증대되는 것으로 나타났다. 또한, 유량이 증가하는 경우에도 거의 동일한 양상을 보여준다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.175-175
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• 2022

하천 합류부는 서로 다른 지형학적 특성과 수리학적 특성을 가지는 두 개의 하천이 하나로 합쳐지는 구간으로 급격한 흐름의 변화 및 퇴적물의 유입과 수리학적 지형변화가 발생하는 구간이다. 합류부 구간에서는 물질의 종류 또는 온도차로 인해 밀도 차이로 유체의 흐름이 발생하게 되는데 이것을 밀도류라고 한다. 밀도차이에 의해 성층이 생긴 수체혼합거동을 파악하기 위해서는 본류 및 지류의 일정 구간을 포함하는 합류부 구간에 대한 정밀한 계측 및 관찰이 필요하다. 이러한 수체 혼합에 대한 종합적인 분석은 유속장 및 유량정보를 취득하여 파악할 수 있지만, 성층류가 흐르는 하천의 서로 상이한 물리적 특성과 수질특성을 가지는 수체의 혼합양상 및 그에 따른 물질혼합양상을 파악하는데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 합류부 구간에서의 수온 분포를 통하여 밀도류를 파악하고자 한다. 하천의 광범위한 데이터 중 연직 자료와 수표면 자료를 취득하였고, 이를 통해 합류부의 성층현상을 확인하고자 하였다. ADCP를 보트 측면에 설치하여 저속운행으로 수리량을 측정하는 방식과 YSI를 이용해 측선설치 없이 측선 선정 후 보트를 이용하여 흐름에 직각인 방향으로 이동하며 실시간 농도를 측정하는 방식으로 얻은 연직자료 중 수온, EC 등의 직독식 센서 데이터 값을 사용하여 수온차에 따른 수체혼합 패턴을 분석하여 합류부의 혼합 양상을 분석 하고자 하였다. 본 연구에서는 기존 수질측정의 한계였던 1차원적인 측정결과가 나타내는 분석결과를 2차원적으로 보완이 가능하며, 비교 분석한 결과를 토대로 밀도류에 따른 혼합양상 결과가 지니는 혼합패턴을 분석한다면 향후 하천 하류구간의 취수장 취수 시스템에 많은 도움을 줄 뿐만 아니라 합류부 구간의 혼합패턴에 따라 수층 내 성층구간의 현황조사 및 혼합특성 파악을 통해 관리방안제시에 사용될 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.326-326
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• 2020

하천의 본류와 지류가 만나는 합류부 흐름특성은 단일 하천에 비하여 수위, 유속, 경사, 유량 등 복잡한 수리학적 특성이 나타나게 된다. 특히, 홍수기 큰 호우사상이 발생하는 경우 본류와 지류에서 유입되는 각 유량의 크기에 따라 수위에 영향을 미치고 지류와 본류에 배수(back water)가 발생한다. 이러한 배수영향은 합류부 유량 산정에 있어서 매우 복잡한 요소로 작용한다. 일반적인 단일 하천에서는 수위가 증가하면 유량이 증가하여 수위관측소 수위 자료를 기반한 수위-유량관계곡선식을 이용하여 유량을 산정한다. 그러나 합류부에서는 배수영향으로 인하여 수위가 증가하더라도 수면경사가 완만해져 수위-유량관계곡선식 변수인 수위를 이용한 방법으로는 유량산정에 어려움이 있다. 따라서 조석 및 배수 영향 등 고리형 수위-유량관계가 발생하는 하천에서는 ADCP를 이용한 자동유량계측 방법을 채택하고 있다. 그러나 자동유량계측 시설을 설치하기 위해서는 고가의 비용이 발생하기 때문에 경제적 측면만 본다면 주요 지점이 아닌 모든 합류부에 설치하는 것은 어려움이 많다. 금강에 위치한 영동군(양강교) 관측소의 경우 하류 약 400m 우안측에서 유입되는 영동천의 영향으로 호우사상이 발생 할 경우 배수영향으로 고수위에서 상류 금산군(제원대교) 관측소와 첨두유량의 도달시간 및 유량 크기에서 역전이 발생한다. 본 연구에서는 이러한 문제를 해결하기 위한 초기 단계로서 영동군(양강교) 관측소가 위치한 금강과 영동군(초강교) 관측소가 위치한 영동천이 만나는 합류부에 수위계를 설치하였다. 호우사상별 유출에 따른 본류와 지류의 수면경사를 분석하여 배수영향이 시작되는 수위와 수위 상승으로 배수영향이 미미해지는 수위를 분석하여 배수영향 특성을 검토하였다. 이러한 분석은 기존 배수조건에서 왜곡된 유량 자료를 생산하는 수위-유량관계곡선식의 문제점을 개선하여 앞으로 정확한 유량산정 방법을 제시할 것으로 판단된다. 이러한 분석을 통하여 추후 합류부에서 배수영향 조건의 고리형 수위-유량관계곡선식 매개변수로 수위 외에도 수면경사를 고려한 수위-유량관계곡선식을 개발하는데 목적이 있다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2010년도 정기 학술발표대회
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• pp.59.2-59.2
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• 2010

본 연구는 투수성을 고려한 도류제의 하천 합류부 흐름개선 효과를 파악하기 위하여, 도류제의 투수성 재료 사용 여부, 본류와 지류의 유량비 변화, 도류제의 설치 길이변화를 주어 수리모형실험을 실시하였다. 수리모형실험은 고정상 및 이동상 실험을 수행함으로 도류제 설치에 따른 수위, 유속, 하장변화를 관측 분석하였다. 실험결과 도류제의 설치가 합류부 흐름의 수위를 크게 저감시키고, 유속을 증대시킴으로서 통수능 개선을 유도하여 합류부의 홍수피해위험을 크게 저감시킬 수 있는 것으로 나타났다.