• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.853-857
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• 2009

2차원 흐름해석 모형인 SMS(Surface-Water Modeling System)와 RAMS(River Analysis Modeling System)를 이용한 유속장 모의를 통해 Manning 조도계수와 와점성계수에 대한 민감도 분석을 수행하여 흐름특성은 Manning 조도계수에 큰 영향을 받음을 알 수 있었다. 본 연구에서는 Manning 조도계수의 변화를 통하여 실측치에 근사한 유속 분포의 모의결과를 도출하고자 현장실측을 통해 취득한 자료를 이용하여 2차원 수치모형의 모의결과와 비교하였다. 국가하천 형산강 본류 중 안강수위관측소에서 부조수위관측소 사이 약 4.3 km 의 구간을 모의구간으로 선정하였으며, $2006{\sim}2007$년에 걸쳐 취득된 현장실측자료를 바탕으로 매개변수 추정 및 모의결과와 비교하였다. 대상구간에 대한 모의결과의 정확도를 개선하기 위하여 하도의 지형특성 등을 고려하여 모의구간을 다수의 구획으로 구분한 후 수심 및 하도 평면선형을 고려한 Manning 조도계수를 차등적으로 할당하여 모의하였다. 이상의 과정을 통해 모의결과의 정확도 제고가 가능함을 관찰할 수 있었다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.46 no.12
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• pp.1209-1220
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• 2013

Roughness coefficients calibrated by flow modeling using the 1-dimensional numerical model were analyzed for the downstream section of Naesung Stream in this study. Also, the bedform configuration at the Hyangseok Station was predicted for measured and simulated hydraulic conditions of flows and total flow roughness was estimated with the coefficient of grain roughness. The Manning's n coefficients calibrated by numerical modeling and estimated by considering of grain and bedform roughness were compared and examined. As a result, the Manning's n by numerical modeling was greater than the coefficient range estimated by grain and bedform roughness at the low flow regime due to the other factors such as vegetation, sinuosity, and sand bar. However, the Manning's n by numerical modeling was included in the coefficient range by grain and bedform roughness at the transition and high flow regime over $500m^3/s$ of flow discharge.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.1654-1658
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• 2008

하천에서는 최적 하도계획의 수립과 하천관리를 위하여 유량관측소가 설치 운영되고 있으며, 통상 자기기록계에 의해 수위를 계속적으로 기록하고 있다. 또한 하천의 흐름 해석시 부등류 및 부정류 해석을 통하여 수위를 계산하게 되는데 이때 조도계수는 매우 중요한 매개변수이다. 이러한 조도계수는 대상하도의 복합적 요소에 의하여 결정되어지며 특히 유량에 대한 가변성이 크다. 본 연구에서는 도시하천인 우이천 유역을 대상으로 과거 수위 및 유량관측 자료를 토대로 유속 및 경심을 산정한 후 Manning의 평균유속 공식에 의해 역산하여 조도계수를 산정하였다. 또한 고정조도계수모형과 멱함수형태의 역산조도 계수모형의 결과를 실측 홍수위와 비교 분석하였다. 실제로 관측 수위에 대한 검증결과 유량에 따른 조도계수의 가변적 특징을 확인할 수 있었으며, 역산 조도계수 방법에 의한 흐름해석의 결과가 관측홍수위에 민감하게 반응함을 확인하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2010.02a
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• pp.96.1-96.1
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• 2010

하천의 설계홍수위를 결정할 때 가장 중요한 변수중의 하나는 우리가 흔히 부르는 Manning의 조도계수 n으로 과거 수십 년 동안 국내 외에서 많은 연구가 진행되어 왔고 현재에도 끊임없이 여러 연구자들의 관심의 대상이 되고 있다. 이러한 조도계수는 보통 부등류 모형에 의한 방법, NCALC 모형에 의한 방법, 하상재료 또는 사진 index를 통한 방법을 사용하고 있지만 일관성이 떨어질 뿐만 아니라 산정된 조도계수가 유량 또는 수위에 관계없이 일정한 조도계수 만을 제시하고 있다는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점 등을 해결하고자 부정류 수치모형을 이용하여 하천 구간에서의 조도계수를 유량의 함수로 산정하는 연구가 활발히 진행되어 왔다. 본 연구에서는 이러한 조도계수의 여러 특성을 파악하고자 국내 주요 하천인 한강, 낙동강, 금강의 본류 및 지류에 대해서 수위관측소를 기준으로 구간을 구분하고 과거 주요 홍수 수문곡선을 선정하고 부정류 해석을 통하여 다양한 유량에 대한 하천 구간별 조도계수를 산정하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.31 no.1
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• pp.115-120
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• 1998

In this paper, a depth-averaged two-dimensional transport model is introduced, and its error bound is presented as the results of sensitivity analysis. The results show that the calculated SS concentration is highly dependant on Manning roughness coefficient, mixing coefficient. fall velocity. and critical shear stress. On the other hand, water level and dispersion coefficient are proved to be less significant in the variation of SS concentration.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.83-87
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• 2011

산지하천은 지형 및 지질적인 요인으로 경사가 급하고 만곡수충부가 많이 발달되어 있기 때문에 홍수시 수충부에서 호안파괴의 문제가 많이 발생한다. 본 연구에서는 급경사 만곡수로의 외측 벽면에 돌출줄눈을 설치할 때 조도계수에 미치는 영향을 조사하였다. 실험유량은 $100{\ell}/s$, $120{\ell}/s$, $140{\ell}/s$이고, 수로경사는 1/50으로 고정하였다. 모든 구간에서 돌출줄눈의 영향으로 약 5-63%의 조도계수 변화가 발생하였다. 상대적으로 유량이 많을 때 외측벽면조도에 의한 조도계수의 증가는 더 크다. 이는 급경사 만곡수충부의 조도계수가 돌출줄눈에 의하여 제어될 수 있음을 나타내는 것이다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.40 no.10
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• pp.755-768
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• 2007

The purpose of this study is to analyse the characteristics of Manning's roughness coefficient according to change of discharge by using observed data obtained from a stable gravel-bed river and to investigate the applicability of the relevant existing empirical methods to it. Observed water level and discharge data are used as input data for the USGS computer program NCALC model for calculation of the roughness coefficient. Calculated values are compared with roughness values which are estimated with four widely used methods. The results show that though the empirical methods are able to give similar roughness values only for flood flow, they seem to have rather high uncertainty because of necessity of subjective judgement and differences of resultant values. Roughness coefficients for normal-low flow cannot be estimated from the existing empirical formulae. Especially, using the Manning equation for calculating them should be careful as this provides a wide range of estimated values in normal-low flow. The relations between the roughness coefficient and characteristic size of bed materials are different from them in flood flow even though they have a close relations.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.44 no.7
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• pp.553-563
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• 2011

According to the improvement of computer's performance, the development of Geographic Information System (GIS), and the activation of offering information, a distributed model for analyzing runoff has been studied a lot in recently years. The distribution model is a theoretical and physical model computing runoff as making target basin subdivided parted. In the distributed model developed by this study, the volume of runoff at the surface flow is calculated on the basis of the parameter determined by landcover data and a two-dimensional diffusion wave equation. Most of existing runoff models compute velocity and discharge of flow by applying Manning-Strickler's mean velocity equation and Manning's roughness coefficient. Manning's roughness coefficient is not matched with dimension and ambiguous at computation; Nevertheless, it is widely used in because of its convenience for use. In order to improve those problems, this study developed the runoff model by applying not only Manning-Strickler's equation but also Chezy's mean velocity equation. Furthermore, this study introduced a power law of exponential friction factor expressed by the function of roughness height. The distributed model developed in this study is applied to 6 events of fan-shape basin, oblong shape test basin and Anseongcheon basin as real field conditions. As a result the model is found to be excellent in comparison with the exiting runoff models using for practical engineering application.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.45 no.2
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• pp.137-149
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• 2012

Field measurements of resistance to flow are analyzed for 739 rivers vegetated with grass (281 channels), shrubs (150 channels) and trees (308 channels). The measured distribution of Manning roughness coefficients ranges from 0.015~0.250 for grass, 0.016~0.250 for shrubs, 0.018~0.310 for trees. Significant trends are obtained between Darcy-Weisbach (or Manning roughness coefficients) and flow discharge, friction slope, and relative submergence. The regression equations for Darcy-Weisbach and Manning roughness coefficients in vegetated rivers are: $f_{veg}=0.436Q^{-0.363}$, $f_{veg}=3.305S_f^{0.508}$, and $n_{veg}=0.061Q^{-0.124}$, $n_{veg}=0.144S_f^{0.199}$, $V=5.3(h/d_{50})^{1/8.3}{\sqrt{ghS_f}}$, $\sqrt{8/f}(=V/u*)=5.75log(5h/d_{50})$, respectively. These semi-empirical relationships should be useful for hydraulic engineering practice.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.30 no.5
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• pp.549-559
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• 1997

A multiply-connected network unsteady flow model for the main reach of the Han River is developed. It is a variable parameter model which allows variable roughness coefficient for each computational point according to the spatial position and the value of discharge. Sensitivities of the model to roughness coefficient and weir-flow discharge coefficient are tested, and as a result Manning's roughness coefficient is selected as the calibration parameter. The model is calibrated and verified using the records of the past flood events. A modified Gauss-Newton method is used for the optimal calibration of roughness coefficients. From the calibration of variable parameter model, spatial variation and discharge dependence of Manning's roughness coefficient are identified. That is, the roughness coefficient is higher for the upstream reach of the Wangsook stream Junction, and it decreases as the discharge increases. It turns out through the verification that the stages calculated by the variable parameter model agree better with the observed than those by the conventional single parameter model. Spatial variation of the roughness coefficient appears to be more significant than the dependence of the discharge.