• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권3호
• /
• pp.117-122
• /
• 2008

사람들은 수로 또는 하천에서 취수를 목적으로 하천을 횡단하는 보와 같은 수중 구조물을 설치하여 물을 임시 저류시켜 사용하는 방법을 이용하고 있으나, 구조물에 의하여 하천의 흐름이 정체되어 수질사고 및 홍수 등의 부작용이 발생하기도 한다. 본 연구에서는 다양한 가동보 중 저층수 배출식 공압식 가동보를 실험수로에 설치하여 가동보 설치각도 변화에 따른 흐름 영향을 분석하였으며, 저층수 배출을 위해 설치해 놓은 저층수 유입구에 따라 변화하는 흐름특성을 분석하였다. 분석 결과 보 설치 각도에 따라 저층수 배출장치로만 물을 배제시킬 경우 설치각도의 증가에 따라 유량은 점차 증가하며, 저층수 유입구의 유무 따른 흐름특성 변화는 유속의 경우 최대 21.9배 증가한 것을 확인할 수 있으며, 수위변화에는 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났으나, 보 상류 부분에서 국부적으로 평균 이상의 수위 감소를 나타내고 있다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제4권4호
• /
• pp.245-254
• /
• 2017

본 연구에서는 실내실험을 통해 위어의 설치 각도 변화에 대한 위어 상하류에서 흐름특성 변화와 하도 변화를 정량적으로 분석하였다. 위어의 설치 각이 증가함에 따라 위어의 길이는 증가하지만, 위어의 유효길이는 감소하였다. 위어 상류에서는 유사가 퇴적되어 배수가 형성되는 지점에서 델타가 발달하고, 하류로 이동하였다. 델타의 이동속도는 위어에 가까워질수록 감소하며, 크기는 증가하였다. 무차원 위어의 길이가 증가함에 따라, 무차원 사주의 파장이 감소하고, 무차원 사주의 파고는 증가하였다. 무차원 사주의 파장이 증가함에 따라 무차원 사주의 파고는 감소하였다.

• 한국기계가공학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.61-68
• /
• 2021

Movable weirs with multi-stage control are necessary in many Korean rivers to actively control the water storage level. A mesh dependency test was performed to determine the appropriate number of meshes for structural analysis of movable weirs. The standing angles of movable weirs were set to 60°, 45°, 30°, and 15° for stress analysis. The standing angle of 0° was excluded from the analysis because it was unloaded. Changes in the standing angle led to changes in the water depth, maximum pressure, maximum strain, and maximum stress. The maximum average stress and the structural safety of the multi-stage control movable weir were computed and tested using the Ansys FEA software package.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제51권9호
• /
• pp.795-802
• /
• 2018

본 연구에서는 실내실험을 통하여 개량형 공압식 가동보를 대상으로 보의 기립각도를 고려한 유사의 퇴적과 델타의 발달 과정을 파악하였다. 가동보 상류에서 유입되는 유사는 배수의 영향으로 유속이 느려지면서 퇴적이 되고 델타가 형성되며 하류로 이동하였다. 각 실험조건에 대하여 시간에 따른 델타의 이동속도는 델타는 시간이 지나면서 현저하게 감소하고, 보에 접근하였다. 무차원 델타의 높이($h_d/h$)가 증가할수록 무차원 델타의 이동속도($S_D/V_0$)는 감소하였다. 따라서 델타의 높이($h_d$)가 증가할수록 수심(h)은 감소하였다. 델타의 유효높이($h_w$)가 크기 때문에 델타의 체적($V_{xD}$)은 증가하지만 배수(backwater)의 영향을 받아 델타의 이동속도($S_D$)와 퇴적량은 감소하였다. 수로 경사가 일정할 때, 보의 높이(W)가 클수록 델타체적($V_{xD}$)이 증가하고, 델타의 전면부 길이비($h_d/{\Delta}S$)는 1에 가깝다. 같은 유량조건인 경우에 가동보의 기립 각도가 가장 클 때, 시간당 델타의 퇴적량($Q_s$)은 가장 작았다. 따라서 보의 높이(W)가 클수록 델타의 발달을 억제할 수 있는 효과가 크다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.81-89
• /
• 2023

최근 이상기후의 영향으로 전 지구적 온난화 및 도시화로 인해 세계적으로 기상이변이 늘어나고 있다. 도시화 및 난개발로 인한 불투수 면적의 증가 같은 문제로 홍수량이 증가함에 따라 홍수피해를 줄이기 위한 다양한 방안이 제시되고 있다. 본 연구에서는 사행하천 구간에 설치되는 횡월류 위어 유입각의 변화에 따라 3차원 CFD 모형인 FLOW-3D를 이용하여 흐름 특성과 월류량을 분석하여 횡월류 위어 유입각에 대한 수공구조물의 월류능력 평가 및 유량계수 산정을 위한 기초 연구를 수행하였다. 분석 결과, 횡월류 위어 유입각이 작을수록 횡월류부 통과 후 주수로 흐름의 수위가 감소하고 유속이 증가하였으며, 유입각이 증가할수록 수위가 상승하였고, 유속이 감소하는 경향을 보였다. 또한, 횡월류 위어 유입각이 40° 이상인 경우 직하류 유속이 상류 유속과 비교하여 감소하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제49권7호
• /
• pp.615-623
• /
• 2016

본 연구에서는 개량형 공압식 가동보를 대상으로 가동보의 기립 각도변화에 따른 잠김흐름 특성을 분석하고 유량계수를 산정하였다. 실험결과, 위어마루에서 하류수면까지의 높이와 위어마루에서 상류 수면고 높이의 비($h_t/H$)에 대한 유량감소계수($Q_s/Q_1$)의 변화는 ($h_t/H$가 1에 가까울수록 감소하였다. 따라서 보 하류에서의 수심은 상류보다 작지만 보를 통과하는 흐름으로 인해 하류 유속이 빠르게 나타났으며, 유량이 증가할수록 상 하류 수위차는 감소하는 것으로 나타났다. 또한 같은 유량조건인 경우 하류수두는 L/W가 클수록 크게 증가하였다. 개량형 공압식 가동보의 잠김흐름 유량계수는 가동보의 물리적 제원보다는 상류 접근흐름수두와 상 하류 흐름조건에 의하여 결정되었다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제47권11호
• /
• pp.1007-1015
• /
• 2014

본 연구에서는 실내실험을 통하여 국내 중 소하천에 가장 많이 설치되고 있는 개량형 공압식 가동보를 대상으로 다양한 유량 변화에 대한 흐름특성을 분석하고, 유량계수산정식을 도출하였다. 실험결과, 가동보 기립각도에 따라 월류유량계수 ($C_d$)의 값은 0.613~0.634로 산정되었으며, 상류 Froude number ($F_{r1}$), 상대위어길이(${\xi}$), 전수두비($H_1/W$), 상류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비($y_c/y_1$)는 상류의 영향을 받으며 하류 Froude number ($F_{r2}$), 하류수심과 위어마루를 월류하는 수심의 비($y_c/y_2$)는 하류의 영향을받아 변화하였다. 상 하류수위차와 하류수심의 비(${\Delta}y/y_2$)는 상 하류의 영향을 모두 받아 변화되는 특성을 보여주었다. 주요 영향변수를 고려하여 다중회귀분석에 의한 유량계수산정식을 도출한 결과, 개량형 공압식 가동보의 월류유량계수는 상류흐름 조건이 상류일 때, 가동보의 높이 즉, 기립각도에 따른 물리적 제원과 상류 접근흐름수두의 조건에 의하여 결정되는 것으로 나타났다.

• 한국안전학회지
• /
• 제31권5호
• /
• pp.133-140
• /
• 2016

Most small weir installed in Korea is concrete solidated weir. Fixed weir causes stagnant flow, which leads to deposit sediment just upstream of weir. As time goes on, it would induce reduction of water storage capacity and invoke the serious water quality issues. Therefore, there has been a growing interest in movable weir. Especially, the flexible rubber weir is easy to install and possible to operate in extreme environments. However, even though this type can be flatable, it is also not free from sediment deposition problem. Thus, to enhance the ability of releasing deposition the bypass pipe was constructed underneath it. In this study the performance of its ability was examined with hydraulic model test. This bypass pipe was designed with 3 different dimensions to connect between each bottom of upstream and downstream of a weir, such as Type A, B, and C. The efficiency of drainage of deposition upstream was studied under two water of upstream and sediment heights. In addition, the ability of sediment emission through the bypass pipe after the pipe was blocked by debris like soil, vegetation et al. was examined by video monitoring. From this study, it was suggested a dimensionless equation which show the relationship of variable parameters and amount of emission sediment through bypass pipe. And it was found that the most significant factors on efficiency of releasing were elbow angle and discharge, and the ability of emission when the pipe was blocked was most highly influenced in tilting length.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제40권1호
• /
• pp.51-62
• /
• 2007

횡월류위어의 월류량을 산정하기 위해서는 횡월류위어의 흐름특성을 분석하고 유량계수를 산정하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 수리실험을 통하여 직사각형, 삼각형 횡월류위어에 대하여 본류의 Froude 수, 횡월류위어의 폭, 위어정각 등의 형상변화에 따른 유량계수를 산정하였다. 횡월류위어의 유량계수는 횡월류위어의 형상 및 기하학적 조건과 본류의 Froude수에 따라 변하는 것으로 나타났다. 다중 회귀분석을 통하여 직사각형과 삼각형 횡월류위어의 유량계수식을 제시하였으며, 측정된 월류량과의 비교 분석을 통해 적용성을 확인하였다.

• 한국방재안전학회논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.5-13
• /
• 2015

본 연구는 수치모형을 이용하여 만곡수로 외측에 설치된 횡월류 위어의 곡률반경에 대한 횡월류 유량계수를 분석한 연구이다. 곡률반경의 변화에 따른 만곡부의 중심각이 $180^{\circ}$인 수로모형을 설계하였으며, FLOW-3D모형에 적용하여 유량계수를 산정하고 직선 수로와 비교하는 방법으로 유량계수의 특성을 분석하였다. 모형의 적용성 검증을 위해 기존에 연구되었던 수리실험과 동일한 조건의 수치모의를 수행하였다. 하폭(b)을 고정시키고 곡률반경($R_c$)을 변화시킴으로써 $R_c/b$의 변화에 따른 유량계수($C_M$)의 변화를 분석하고, 만곡수로의 월류량($Q_{wc}$)에 대한 직선수로의 월류량($Q_{wc}$)의 비를 분석하였다. 분석결과 유량계수는 상류수심, 만곡수로의 곡률반경의 변화에 따라 유량계수는 변화하였으며, 직선과 만곡수로에 대해 분석을 수행하였기 때문에 직선수로의 영향인자를 이용하여 만곡수로에 설치된 횡월류 위어의 월류량과 유량계수를 추정 가능 할 것이라 판단된다.