• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.219-229
• /
• 2016

This study presents the analysis of flood and bed deformation caused by reservoir failure. The CCHE1D is used to simulate 1D non-uniform, non-equilibrium sediment transport and bed deformation. The CCHE1D deals with the adaptation length for non-equilibrium sediment, classified sediment particle for non-uniform sediment and mixing layer for the exchange with the sediment moving with the flow. The model is applied to Ha!Ha! river basin where was experienced reservoir failure in 1996 to analyze non-uniform and non-equilibrium sediment transport. The calculations are compared with morphological bed changes of pre- and post-flood. In addition, model sensitivity to main parameters involving adaptation length ($L_{s,b}$), non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$), mixing layer thickness (${\delta}_m$) and porosity (p') is analyzed. The results indicates that thalweg change is the most sensitive to non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$) among those parameters in the study area.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.125-133
• /
• 2010

In general, curved bends raises a risk of overtopping due to floods and also threatens a bank safety due to a local flow concentration. This study aims to test the applicability of CCHE2D model for experimental flumes with two different types of bends and then investigate flow characteristics in the sharply-curved bend of a natural channel. The results demonstrated that the percent error of water level was within 4.9% for experimental flume applications and the simulated spatial distribution of velocity matched the observed results very closely. The calibrated model based on the experimental flumes was also applied to analyze the flow characteristics in natural channel bends of the Daeyu reach, located in a downstream of the Youngdam Dam. The results showed that in upstream, the simulated water level by the CCHED was observed at 1.5 m higher than the 1-D numerical model (HEC-RAS) result since the HEC-RAS could not represent the bend geometry effect on streamflow. However, the calculated results by several empirical formula support that the CCHE2D is suitable for the super elevation simulation as well as flood stage and velocity in a natural channel bend.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.280-284
• /
• 2011

본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계에 포함된 불광천 유역을 대상으로 도시지역 침수모의를 수행하였다. 1차원 모형인 HEC-GeoRAS를 이용하여 외수침수에 대한 모의를 수행하였고, 2차원 모형인 CCHE2D를 이용하여 외수침수와 내 외수침수에 대해 모의를 수행하여 비교하였다. SWMM을 이용하여 확률 홍수량과 유출량을 산정한 후, HEC-GeoRAS를 이용하여 50년, 100년, 200년 빈도의 홍수량에 대한 침수지역 및 침수심을 구하였다. 외수침수와 내 외수침수를 각각 수행하여 빈도별 홍수량에 따른 침수지역 및 침수심을 구하였다. 두 모형을 이용한 1차원 및 2차원 해석결과를 바탕으로 기법별 침수면적 및 침수심을 비교한 결과 HEC-GeoRAS가 CCHE2D보다 과다 산정되는 것을 확인할 수 있었다. CCHE2D 모형을 이용한 외수침수모의와 내 외수침수모의를 비교했을 때 침수면적은 높은 빈도에서 최소 1.03배로 큰 차이가 없었으나 낮은 빈도에서 6.85배로 큰 차이가 발생하며, 침수심은 최소 1.01배, 최대 1.28배로 큰 차이가 없었다. 이는 내수침수가 침수면적 산정에 큰 영향을 미치며, 침수지역을 결정하는데 높은 빈도에서는 제방을 월류한 유량이 크게 영향을 미치고, 낮은 빈도에서는 맨홀을 월류한 유량이 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.44 no.1
• /
• pp.31-40
• /
• 2011

In this study, the methods of sedimentation reduction for the estuary barrage were analyzed using the CCHE2D bed change model. Especially, the effectiveness of sediment dredging currently applied in the field was evaluated quantitatively and also the channel contraction method which is a substitute method was analyzed for the Nakdong River Estuary Barrage (NREB). The numerical model was calibrated and validated for the sediment transport equations and transport modes. In the NREB case, the Ackers and White formula and bed load type was the most similar to the field condition. As a results of the dredging simulation, there was the sedimentation reduction effect of 0.2 m in the bed changes. Furthermore, the analysis result of the channel contraction method represented that the sedimentation reduction effects of the average 0.4 m and the maximum 2.0 m were produced.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.678-682
• /
• 2009

하천의 합류부에서는 홍수시 침수피해가 빈번하게 발생 하거나 하안침식, 강턱붕괴, 하천의 장갑화 등의 악영향이 발생하는데, 이러한 현상의 원인 규명을 위해 본류와 지류의 유량비에 의해 혹은 지류의 유입각에 의해 다양한 흐름 특성을 가정하고 개수로 장치를 이용하거나 수치모형 실험을 통하여 연구되고 있다. 본 연구에서는 미시시피 대학 연구기관인 NCCHE(Natioanl Center for Computational Hydroscience an Engineering)에서 개발한 CCHE2D 2차원 수치모형을 이용하여, 개수로 합류부에서 흐름 및 하상변동 특성을 분석하였다. 수치모의 결과는 "Experiments on Flow at a $90^{\circ}$ Open-Channel Junction", Journal of Hydraulic Engineering, May 2001, Vol. 127, No. 5, 340-350.에 기재되었던 논문의 실내실험 결과와 비교분석하였으며, 유속의 분포는 $0.01{\sim}1.0$ m정도로 개수로 관측치와 비교적 유사하게 모의 되었다. 또한 하상 변동 모의 결과 Biron 등(1996)이 제안한 합류부에서 6구역의 흐름 정의도와 대체적으로 유사하게 모의 되었으며, 최대 유속 구간에서 $-0.2m{\sim}0.03m$의 침식이 발생하고, 정체 구간과 분리구간에서 $0.01{\sim}0.02m$의 퇴적이 발생하였다. 본 연구의 결과는 하천의 물리적 특성을 파악하고 하천공사나 수리구조물 설계의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2015.05a
• /
• pp.302-302
• /
• 2015

본 연구에서는 PMP 조건하에서 농업용 목적의 시례저수지의 가상붕괴에 따른 홍수파 해석을 통해서 하류부에 대한 수리학적 분석을 실시하였다. 그리고, 사력댐으로 구성된 댐 제체의 붕괴로 인한 유사 이송을 모의하고 이로 인한 하류부에서의 영향을 분석하였다. 이를 위하여 경상남도 김해에 위치한 시례저수지 유역을 대상으로 수리 수문자료 및 하천현황을 상세히 조사하고 댐의 가상 붕괴로 인한 하류부 홍수파 해석 및 댐 본체의 유실에 따른 유사의 이송으로 인해 발생 가능한 하류부에서의 영향을 분석하였다. 시례저수지의 댐 형식은 흙댐으로써, 구성방식은 침하량이 적은 중심코아형이며 댐 높이는 34.3 m, 유역면적은 3.13 km이다. 본 연구에서는 하천에서의 흐름과 유사이송 계산이 가능한 1차원 수치 모형인 CCHE1D를 이용하였다. 적용 모형은 확산파 및 동역학적 방정식을 모두 고려한다. 또한, 비평형 이송 모형을 사용하여 유사의 발생과 퇴적을 산정하고 비균질 상태의 유사 이송을 계산 하는데 있어서 하천 단면형의 변화와 하상물질의 구성 상태, 제방침식, 수로 확폭의 과정과 함께 산정된다. CCHE1D는 하상물질의 공극률과 non-equilibrium adaptation length, mixing layer thickness 등의 여러 변수들을 현재까지 개발된 식들을 제공하며, 토사이동해석을 위한 공식은 SEDTRA 모듈, Wu et al(2000) 공식, 수정 Ackers and White(1973) 공식, 수정 Engelund and Hansen(1967)이 사용된다. 비균질 유사이송과 bed deformation, bed-material sorting은 완전연계과정(coupling)로, 유사와 흐름방정식의 계산은 반연계과정(semi coupling)을 적용하여 계산하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.144-149
• /
• 2011

합류부에서의 수공구조물의 설치는 수리학적으로는 매우 불리하며, 최근 심각해지고 있는 국지성 집중호우로 인한 과중한 유량이 합류부에 집적되어 홍수위를 상승시킴으로써 하천 범람 피해의 주원인이 된다. 본 연구에서는 1차원 HEC-RAS 및 2차원 수치모형 CCH2D을 이용하여 합류부에서의 교각설치에 따른 하천흐름 변화를 분석하고 각 모형의 성과를 비교 검토한다. 또한 2차원 모형인 CCHE2D 모형의 원형교각 배치에 대한 단점을 보완하고자 2차원 수리해석 모형인 FLUMEN모형과 함께 비교 분석하여 실제 교각의 배치, 형상 및 제원이 고려된 격자망을 이용하여 합류부 주변에 위치한 교량에 의한 흐름 유동특성을 평가한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.664-668
• /
• 2010

유역 내 효율적 수자원관리 및 이 치수 계획수립을 위해 수계별 혹은 지역별로 다양한 형태의 하천정비 사업이 시행되고 있으며, 사업의 대부분은 통수능 확보를 위한 확폭 및 홍수피해방지를 위한 제방의 보강이 주를 이루고 있다. 그러나 이러한 하천정비사업 계획의 검토를 위하여 횡방향 흐름을 고려할 수 없는 1차원 HEC-RAS 모형이 주로 이용되고 있으며, 이는 만곡부와 같은 복잡한 흐름특성이 발생하는 구간에서의 정비 사업 후 흐름특성 변화 및 하상의 안정성에 대한 평가를 위해 1차원 수치모형의 적용이 제약적임을 의미한다. 본 연구에서는 용담댐 하류부 대유리에 위치한 만곡부를 대상으로 2차원 수치모형인 CCHE2D를 이용하여 정비사업 전 후의 흐름특성 변화에 대한 분석을 수행하였다. 분석결과, 만곡부 정점부의 단면축소로 흐름의 통제가 발생하던 구간에서 정비사업 후 유속과 소류력이 감소되었으며, 상류측으로 수위가 크게 저하하였다. 또한, 정비사업 후 상류측에서 유속과 소류력의 증가가 관측되었으며, 만곡부 내측으로 유속과 소류력의 중심이 이동함에 따라 제방의 안정성에 영향을 줄 수 있음을 확인할 수 있었다. CCHE2D모형은 자연하천의 만곡부와 같은 복잡한 흐름이 발생하는 구간의 분석을 위하여 효율적으로 이용될 수 있으며, 모형 내 하상변동 모듈과의 연계모의를 통해 제방의 안정성 및 하상의 안정성 평가를 위한 수리학적 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.813-824
• /
• 2013

In this study, sediment pass-through (SPT) from the Sangju Weir and Gumi Weir in the Nakdong River is analyzed numerically using CCHE2D. Sediment delivery is analyzed to predict the sediment discharge rate in the Sangju Weir and Gumi Weir. The sediment discharge from the Sanju Weir is 4,381 tons in the inflow of $3,857m^3/s$, which are 2 year frequency discharge, for 48 hours, and the sediment discharge is 2,766 tons in the inflow of $1,500m^3/s$. The maximum sediment delivery occurs in the immediate downstream of the weir. The sediment discharge from the Gumi Weir is 3,216 tons in the inflow of $5,400m^3/s$, which are 2 year frequency discharge, for 48 hours, and the sediment discharge is 73 tons in the inflow of $3,857m^3/s$. The maximum sediment delivery occurs in the weir. Therefore, the effectiveness of sediment delivery is high in the condition of the 2 year frequency discharge and the gate in the weirs fully are opened.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.35 no.6
• /
• pp.1229-1236
• /
• 2015

In this study, flow characteristics and bed changes during a short term flood event were analyzed using the two-dimensional CCHE2D model for a meandering sand-bed river, the Naesung Stream. Flow and bed change simulation was carried along the three sub-reaches with sinuosity of 1.2, 1.6 and 2.2 for the 6-day flood event occurring in June 2011. The simulation results indicated that velocity variation due to flow concentration was larger along the sub-reach with the sinuosity less than 1.5 and bed erosion at the outside of the bend was increased by time. In the sub-reach with the sinuosity less than 1.5, the maximum flood discharge produced the maximum flow velocity over 1.6 m/s to 2 m/s locally.