• 제목/요약/키워드: Weir management

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Flood Risk Management for Weirs: Integrated Application of Artificial Intelligence and RESCON Modelling for Maintaining Reservoir Safety

  • Idrees, Muhammad Bilal;Kim, Dongwook;Lee, Jin-Young;Kim, Tae-Woong
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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    • pp.167-167
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    • 2020
  • Annual sediment deposition in reservoirs behind weirs poses flood risk, while its accurate prediction remains a challenge. Sediment management by hydraulic flushing is an effective method to maintain reservoir storage. In this study, an integrated approach to predict sediment inflow and sediment flushing simulation in reservoirs is presented. The annual sediment inflow prediction was carried out with Artificial Neural Networks (ANN) modelling. RESCON model was applied for quantification of sediment flushing feasibility criteria. The integrated approach was applied on Sangju Weir and also on estuary of Nakdong River (NREB). The mean annual sediment inflow predicted at Sangju Weir and NREB was 400,000 ㎥ and 170,000 ㎥, respectively. The sediment characteristics gathered were used to setup RESCON model and sediment balance ratio (SBR) and long term capacity ratio (LTCR) were used as flushing efficiency indicators. For Sangju Weir, the flushing discharge, Qf = 140 ㎥/s with a drawdown of 5 m, and flushing duration, Tf = 10 days was necessary for efficient flushing. At NREB site, the parameters for efficient flushing were Qf = 80 ㎥/s, Tf = 5 days, N = 1, Elf = 2.24 m. The hydraulic flushing was concluded feasible for sediment management at both Sangju Weir and NREB.

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개량형 공압식 가동보의 잠김흐름 특성 분석을 위한 실험연구 (Analysis of submerged flow characteristics of the improved-pneumatic-movable weir through the laboratory experiments)

  • 이경수;장창래;이남주
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권7호
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    • pp.615-623
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    • 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.

일본 하천관리정책의 변화과정과 댐.하구언 문제의 요인 (The Change Process of River Management Policy and the Factors of Dam and River-mouth Weir's Problems in Japan)

  • 이등달야;이철우
    • 한국지역지리학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.176-188
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    • 2014
  • 일본의 댐 하구언 계획에 대한 전국적 차원의 반대운동은 1990년대 말 나가라강 하구언 반대운동을 계기로 본격화 되었다. 이는 중앙정부차원에서 댐 하구언 계획에 대한 재검토의 제도적 기반을 마련하도록 하는 기폭제가 되었다. 그 후 광역자치단체장들의 "탈 댐 하구언 선언" 참여와 민주당의 집권으로 수자원 및 하천 관리정책은 새로운 국면을 맞이하였다. 그러나 민주당 정권의 미숙한 대응책과 자민당의 재집권으로 댐 하구언 문제는 혼선을 거듭하고 있다. 이에 대한 근본적인 원인은 일본의 공공사업 정책결정 과정에 있어서의 재정에 대한 규범의 미 확립과 수리권 배분 제도의 경직성에서 찾을 수 있다. 향후 일본의 수자원 및 하천 정책이 성공적으로 정착되기 위해서는 최우선적으 로 공공사업 재정에 대한 구체적인 제도적 기반과 정부 조직 간의 실질적인 정책조정 시스템이 정비되어야 할 것이다. 이는 한국의 하천 및 물 관리 정책에 있어서도 시사하는 바가 크다.

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하단배출형 가동보의 다단 배치에 의한 저류 및 홍수조절 효과 분석 (Analysis of Storage and Flood Control Effects by Underflow Type of Multi-stage Movable Weir)

  • 이지행;한일영;최흥식
    • Ecology and Resilient Infrastructure
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    • 제3권4호
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    • pp.294-301
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    • 2016
  • 금강의 지류인 치성천의 홍수범람이 빈번하게 발생하는 구간을 대상으로 하단배출형 가동보를 다단으로 배치하여 가동보 관리수위별 홍수조절 및 저류 효과를 기존 고정보의 설치 경우와 비교 분석하였다. 하단배출형 가동보 설치 지점에서의 첨두유량이 최대 97%가 감소하였고, 하류단 홍수위가 최대 82%가 감소하였다. 또한 하단배출형 가동보의 다단 배치로 구조물 상류구간에 저류와 분배 기능으로 저류량이 최대 463%가 증가하였다. 이러한 저류량과 하류단 첨두 홍수위, 유량의 관계를 통해 대상구간의 목표 저류량과 홍수 저감 수위를 위한 각 가동보의 관리수위 제안이 가능하다.

보 유출형태에 따른 하류부 도수 및 비에너지 손실에 관한 비교 연구 (A Comparative Study on Hydraulic Jump and Specific Energy Losses at Downstream According to the Weir Discharge Types)

  • 박효선;윤근호;구본진;최계운
    • 한국습지학회지
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    • 제15권1호
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    • pp.149-157
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    • 2013
  • 기존까지 건설된 보는 대부분 보의 상단으로 월류하는 월류형 보가 주종을 이루고 있다. 월류형 보의 경우 수자원의 관리의 효과와 지금까지의 많은 연구로 인한 설계, 시공 및 유지관리 방법 등이 용이 하다는 장점이 있다. 하지만 월류형 보의 특성상 보 상단부를 통해 물이 월류되는 방식이기 때문에 상류부로부터 유입된 유사가 보 하류로 배출되지 못하고, 하상이 높아지면서 저수용량이 감소되어 점차 보의 기능을 상실하게 된다. 이와 같은 토사 퇴적 및 보의 유지관리 문제를 해결하기 위해 수문을 가진 하단방류형 보가 건설되기 시작하였다. 하지만 최근 건설된 하단방류형 보의 설계상의 문제점으로 인하여 보 하류부의 하상이 세굴되고, 세굴된 하상 때문에 구조적인 문제점이 발생되고 있다. 본 연구에서는 보의 효과적인 설계 및 운영방법을 위해 월류형 보와 하단방류형 보의 흐름의 특성, 하류부 수위 변화에 따른 도수길이분석, 보 형태에 따라 단위거리당 발생되는 비에너지 손실량을 비교 및 분석하였다. 실험분석 결과 하단방류형 보와 월류형보의 상류 조건을 동일하게 유지 시 하단방류형 보에서 도수의 길이가 Fr 값(Froude number) 3.5에서 최대 2배 길게 나타났으며, 하류 수위가 증가 할수록 도수의 길이는 점차 감소하게 되었다. 단위 거리당 발생되는 비에너지 손실량 비교 분석 결과 단위 거리당 에너지 손실량이 하단방류형 보에 비해 월류형 보가 약 2배 높게 나타나는 것으로 판단되었다. 따라서 하단방류형 시설의 경우 수공 구조물의 안전을 위해 별도의 에너지 감세시설을 별도로 검토하는 것이 바람직한 것으로 판단된다.

Seismic probabilistic risk assessment of weir structures considering the earthquake hazard in the Korean Peninsula

  • Alam, Jahangir;Kim, Dookie;Choi, Byounghan
    • Earthquakes and Structures
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    • 제13권4호
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    • pp.421-427
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    • 2017
  • Seismic safety evaluation of weir structure is significant considering the catastrophic economical consequence of operational disruption. In recent years, the seismic probabilistic risk assessment (SPRA) has been issued as a key area of research for the hydraulic system to mitigate and manage the risk. The aim of this paper is to assess the seismic probabilistic risk of weir structures employing the seismic hazard and the structural fragility in Korea. At the first stage, probabilistic seismic hazard analysis (PSHA) approach is performed to extract the hazard curve at the weir site using the seismic and geological data. Thereafter, the seismic fragility that defines the probability of structural collapse is evaluated by using the incremental dynamic analysis (IDA) method in accordance with the four different design limit states as failure identification criteria. Consequently, by combining the seismic hazard and fragility results, the seismic risk curves are developed that contain helpful information for risk management of hydraulic structures. The tensile stress of the mass concrete is found to be more vulnerable than other design criteria. The hazard deaggregation illustrates that moderate size and far source earthquakes are the most likely scenario for the site. In addition, the annual loss curves for two different hazard source models corresponding to design limit states are extracted.

무인항공기를 활용한 금강 하도내의 퇴적지형 변화 특성 연구: 공주보 개방 전·후를 중심으로 (A Study on the Characteristics of Depositional Landform Change in the Geum River Channel Using Unmanned Aerial Vehicle: Focusing on Before and After the Opening Gate of Gongju Weir)

  • 윤혜연;윤광성;장동호
    • 한국지형학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.1-13
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    • 2021
  • In this study is aerial photos and UAV(Unmanned Aerial Vehicle) images were used to analyzed the characteristics of depositional landform changes in the Geum river channels before and after the opening gate of Gongju weir. Based on the depositional landform classification result, the main stream and the bare land occupied most of the area in all periods, and also found that the main stream, mid-channel island, and sand bar occupied a greater degree of area increase or decrease compared to other landforms in the classification items. As a result of analyzing the characteristics of depositional landform changes before and after the opening gate of Gongju weir, it is judged that the depositional landforms have changed due to the decreased water level of the Geum river after the opening of the weir, the summer rainy season and typhoons, river stabilization after the effluence of Daecheong dam, supply and deposition of river sediments and fixation of vegetation. The results derived from this study can be used as basic data for the study of river depositional landforms and the establishment of management and conservation plans for the landforms in river channels.

보 건설 이후 영산강 보 구간에서의 질소계열 영양염류 및 식물플랑크톤 동태 (Characteristics of Nitro-nutrients and Phytoplankton Dynamics in the Yeongsan River after Weir Construction)

  • 서경애;나정은;류희성;김경현
    • 한국물환경학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.423-430
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    • 2018
  • Insomuch as it is important to manage water quality, from the perspective of water management, it is essential to understand the effect of the weirs on water quality and phytoplankton dynamics in various regions. The purpose of this study is to investigate the characteristics of nitro-nutrients, as well as occurrences and succession patterns of phytoplankton, in the river sections of the two weirs in the Yeongsan River for the five years (from 2012 to 2016) after the weir construction. In respect to this data, the average water temperature measured at the representative point in the section of the Seungchon Weir ($17.1^{\circ}C$) was higher than that of the Juksan Weir ($16.6^{\circ}C$) by comparison. By way of an analysis of this data, it was found that the water quality variables such as, organic matter, nitrogen nutrients and phosphorus nutrients were improved gradually during the period, but the degree of the improvement differs as noted and measured between the weirs. Under the circumstances, it is especially noted that the $NH_3-N$ concentration was higher for the point of the Seungchon Weir (2.204 mg/L) than that of the Juksan Weir (1.157 mg/L). This indicates that effluent as seen from sewage treatment plants and hydrological feature near the densely population area, could be the main cause for the incidence of water pollution in the upstream section of the Seungchon Weir. Additionally, the phytoplankton analysis showed that a relative abundance of diatoms and green algae were 56.9 % and 25.8 % respectively. However, it is noted that the cyanobacteria was measured lower as 10.7 %. Also, in the study sites cell density and occurrence frequency of cyanobacteria were relatively lower than compared to the same measurements noted in other rivers.

HEC-6를 이용한 준설 및 보로 인한 낙동강 본류 및 지류 하상변화 분석 (Analysis of the Effect of Dredging and Weirs on Bed Change in the Nakdong River and its Tributary using HEC-6)

  • 안정민;곽성현;류시완
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제48권9호
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    • pp.743-756
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    • 2015
  • 효과적인 하천관리를 위해서는 준설과 각종 수리구조물의 영향에 의한 하상변화 양상을 파악하고 평가하는 것이 필수적이다. 특히 대규모 준설과 대형수리구조물의 건설은 본류뿐만 아니라 지류의 하상안정에도 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 금호강이 유입하는 낙동강 강정고령보~달성보 구간에 대해 하도준설과 보 건설 및 운영에 따른 본류와 지류에서의 장기하상변동 영향을 살펴보고자 하였다. HEC-6모형을 이용하여 유사이송 및 장기하상변동 양상을 모의하였으며, 그 결과 준설 및 보 운영으로 인해 본류뿐만 아니라 지류에서도 하상변화량이 증가하고 가속화되었다.

4대강 사업과 금호강의 수질이 낙동강 본류에 미치는 영향에 대한 연구 - 강정고령보 공사현장을 중심으로 (The Effect of for Major River Project and Kumho River on Nakdong River's Water Quality - Focused on Kangjung-Koryung Weir)

  • 황삼진;배헌균;김학윤
    • 한국환경과학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.695-703
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    • 2013
  • In this study, the effects of four major river project and Kumho River, second biggest branch of Nakdong River, were investigated to provide basic data for proper management of Nakdong River's water quality. Daily sampling processes at three different points, Munsanri (the upper side of Kangjung-Koryung weir), Kangchang (the outlet of the Kumho River) and Samunjin (the lower side of Kangjung-Koryung weir and junction of Kumho River and Nakdong River), were conducted from May 1st 2011 to Sep. 4th 2011. Water samples were analyzed for nine factors, DO, BOD, COD, T-N, T-P, pH, turbidity, SS, and coliform. As demonstrated by the results, concentrations of BOD, T-N, T-P and coliform at Nakdong River were affected by water quality of Kumho River while SS and turbidity were affected by constructions for Kangjung-Koryung weir. Further studies, for example, affects of wastewater treatment facilities, should be followed.