산지유역에서 토사공급과 이동에 관한 문제는 동적지형학뿐만 아니 수문학적 순환의 입장에서 매우 중요하다. 토사유출 자연의 개변정도등 지형학적 요인에 크게 지배된다. 본 연구에서는 강우시 자연의 개변정도가 서로 다른 유역에서 유출되는 부류토량을 비교하여 부류토사 유출과정과 메타니즘을 알아 보았다. 강우강도가 유사한 30mm의 비가 내렸을때 채석장이 분포하고 있는 인공개변유역의 부유토사농도는 최고 27,000mg/l인 반면, 백연유역의 부유토사농도는 270mg/l에 불과해 100배 정도의 농도차이가 나타났다. 또 인공개역중에서도 인공개변도에 따라 최대부유토사양도 6,400mg/l에서 27,000mg/l까지 다양하게 관측되었다. 일반적으로 부유토사 공급원은 자연유역의 경우 하상, 하안, 그리고 하도주변하도입이며, 인공개변유역은 사면등의 하도외 지역이다.
파랑과 흐름이 공존하는 영역에서의 부유사이동특성, 특히 농도분포형상 및 확산계수, 기준점농도에 미치는 흐름의 영향에 대하여 정량적인 평가를 시도하였다. 또한, 비정상이류확산방정식에 기반한 고정도수치계산법을 이용하여 평형상태에서의 부유사농도분포 및 지금까지 예측하기 곤란했던 비평형상태의 부유사농도분포의 재현을 시도하여 본 결과, 비교적 만족할만한 재현도를 나타내주었다.
본 연구의 목적은 Landsat과 SPOT 5 위성자료를 이용하여 부유사 알고리즘을 적용한 결과를 바탕으로 임하댐의 수질을 시-공간적으로 평가하는데 연구의 목적이 있다. 임하댐의 부유사 농도 분포를 동시에 관측하기 위해서 위성관측 자료가 분석되었다. 본 연구의 중요한 과정은 위성에서 관측된 반사도와 부유사 농도와의 관계를 파악하는데 있다. 하지만, 부유사 알고리즘은 위성자료에서 계산된 부유사와 동일시점의 현장관측 자료와 비교되어야만 한다는 제한점이 있다. 위성관측 반사도로부터 도출된 상관식을 기초로 한 부유사 알고리즘은 부유사 농도 추정을 위한 경험식으로 유도되고 검증되었다.
In order to establish appropriate policy to control sediment-associated problems, it is necessary to identify the physical characteristics of the reservoir sediments in particulate form in the Yeongsan River. Two time-integrated suspended sediment samplers were installed at Seungchon and Juksan weir on the upper and middle Yeongsan River in July 2012. Reservoir sediment samples were obtained at monthly intervals until October 2014. During the monitoring period, a total of 38 sediment samples were obtained and analyzed. Seasonal trends of suspended sedimentation rates and grain size distributions were examined based on variations in precipitation and discharge fluctuations. Moreover, stream flow characteristics, which has a great influence on the physical characteristics of the river sediment, was analyzed using flow duration curve for the period 2003-2019 at Naju gauging station. Sedimentation rates during summer, when heavy rainfall was concentrated due to the monsoonal front and typhoon, were very high, indicating the positive relationship between sediment concentration and discharge. Particle size analysis of the collected sediment showed that coarse silt and very fine sand-sized sediment dominated most of the Seungchon weir sediment. On the other hand, medium silt-sized sediment dominated the downstream Juksan weir except for a few summer samples. These results implied that the physical characteristics of the suspended sediment are determined not only due to flow fluctuations, but also with regard to the antecedent rainfall conditions, hillslope-channel connectivity, and the supply of materials from various contributing regions. This information about flow characteristics and temporal variations in reservoir sediment can be used for safe management of the weir and discussing the issues on the dismantling of the weirs.
본 논문에서는 파랑이 존재할 때 모래결위에서의 흐름과 부유사의 거동에 관하여 기술한다. 새로운 수치모형시스템을 구축하였으며 이를 규칙파랑을 이용한 기존 실험실 실험조건과 가상적불규칙파랑조건에 적용하였다. 흐름장 계산은 SMAC 방법에 근거한 프로그램 SOLA를 Kim 등(1994)이 일부 수정하여 제시한 프로그램을 사용하였다. 흐름계산 부모형은 x-z 면에서의 연속방정식과 Reynolds의 운동방정식을 기본방정식으로 한다. 흐름부모형으로 파랑궤적도, 전단응력, 압력의 분포를 계산하였다. 모형실험결과 중 수직방향궤적도는 관측자료와 잘 일치하였다. 퇴적물이동 부모형은 부유사의 이류확산을 나타내는 식을 기본방정식으로 한다. 수치기법은 분리기법을 이용하며, 모래결 표면으로부터 퇴적물이 연행되어 유체내로 투입된다. 규칙파랑 실험조건에 수치모형을 적용한 결과, 부유사농도의 연직분포가 Deltaflume의 실험자료와 유사하게 재현되었다. 가상적인 불규칙 파랑조건에 모형을 적용한 결과 부유사농도의 높게, 부유사확산 범위가 더 넓게 예측되었다.
평택화력발전소 취수구 주변 해역에서 세립질퇴적물의 운반양상을 규명하기 위하여 표층퇴적물과 부유퇴적물에 대한 모니터링을 실시하였다. 표층퇴적물은 동계에는 상대적으로 개방된 북측해역에서 조립하고 남측해역에서 세립한 반면. 하계에는 조석의 영향에 따라 서측해역에서 조립하고 동측해역에서 세립한 퇴적상의 변화를 보인다. 부유퇴적물의 농도는 동계에 높고 하계에 낮았으며, 표층수보다는 중.저층수에서 높은 농도를 보였다. 또한 조석에 따라서는, 조류의 비대칭성에 따라 육지 방향으로 이동되는 양이 바다 방향으로 이동되는 양에 비해 뚜렷하게 많았으며, 낙조에서 창조로 바뀌는 수심이 낮은 창조 초반에 급격히 증가하는 양상을 보였다. 장.단기간에 걸쳐 관측된 부유퇴적물의 순이동률은 3.4$\times$$10^{-3}$ kg.m$^{-2}$ .s$^{-1}$~5.7$\times$$10^{-3}$ kg.m$^{-2}$ .s$^{-1}$범위로 육지쪽 취수구 방향으로 이동되었다. 이와 같은 현상은 취수구 주변에서 육지쪽으로 발생되는 인위적인 흐름과 주변의 인공구조물에 의해 조류의 순환양상이 변화되었기 때문으로 해석된다.
The sediment resuspension and diffusion model is an integral part of a sediment transport and morphologic change model. We examined a vertical one-dimensional sediment resuspension and diffusion model using field data collected at about 10-m depth off the Saemangeun $4^{th}$ dike. The field data include waves, currents and suspended sediment concentration near the bed for about a day in May, 2007. The suspended sediment concentration obtained from the 1D model overestimated the observation about two orders of magnitude with single grain size and multiple grain sizes. The incorporation of the bed armoring effect, which adjusts the amount of suspended sediment with the available bed sediment, improved the agreement between the model and observation within a factor of two.
In this study, the following conclusions were obtained from an investigation of the effect of the simulation time step on the simulation results of the two-dimensional, vertically averaged sediment transport model SED2D and an analysis of the deposited sediment distribution in suspended sediments of reservoirs according to grain size. The simulation time step has a significant effect on the deposited sediment distribution in a reservoir. In particular, if the simulation time step is set to be excessively large, physically invalid results are obtained. Additionally, in order to determine an appropriate simulation time step for SED2D, the selection of a simulation time step that will allow the analysis of the suspended sediment concentration profile at the main points of the simulation domain is necessary. The deposited sediment distribution in a reservoir according to grain size, including suspended sediments of clay, silt, and sand, was successfully simulated. Such information will prove valuable in application to the establishment of efficient management and reduction measures of reservoir sediment deposits.
Assume fluid eddy viscosity in the vertical direction is parabolic. Sediment particles diffuse with the given fluid eddy viscosity. However, when the vertical diffusion coefficient profile is computed from the suspended sediment concentration profile, the coefficient shows lager values than the fluid mixing coefficient values. This trend was explained by using two sizes of sediment particles. When fine sediment particles like wash load are added in water column the sediment mixing coefficient looks much larger than the fluid mixing coefficient.
다양한 생물군이 서식하는 하천 수생태계는 부유사의 영향을 받는 반면, 이에대한 영향을 정량적이고, 객관적으로 평가할 수 있는 방법과 기준은 미비한 실정이다. 이 연구의 목적은 하천의 저서성 무척추동물인 조각깔따구에 대하여 실험을 통해 부유사의 영향을 분석하는 것이다. 실험은 부유사 농도(탁도)와 노출시간에 따른 생존 개체수를 조사하는 것으로 진행되었다. 그리고 해당 실험 결과에 대하여 다양한 회귀분석을 수행하여 조각깔따구의 부유사 영향평가모형을 제시하였다. 이 연구에서 제안된 부유사영향평가모형에 의한 결정계수는 0.903으로 높은 적합도를 보였다. 본 연구의 결과는 하천에 서식하는 다양한 생물에 대하여 부유사의 영향을 평가하는 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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