• 한국환경과학회지
• /
• 제17권11호
• /
• pp.1203-1210
• /
• 2008

Flow resistance in a natural stream is caused by complex factors, such as the grains on the bed, vegetation, and bed-form, reach profile. Flow resistance in a generally stable gravel bed stream is due to protrudent grains from bed. Therefore, the flow resistance can be calculated by equivalent roughness in gravel bed stream, but estimation of equivalent roughness is difficult because nonuniform size and irregular arrangement of distributed grain on natural stream bed. In previous study, equivalent roughness is empirically estimated using characteristic grain size. However, application of empirical equation have uncertainty in stream that stream bed characteristic differs. In this study, we developed a model using an analytical method considering grain diameter distribution characteristics of grains on the bed and also taking into account flow resistance acting on each grain. Also, the model consider the protrusion height of grain.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권2호
• /
• pp.151-163
• /
• 2012

산지하천의 자갈하상재료 분포는 최근 특정규모 홍수의 수류력에 의한 유사 이송 및 퇴적 과정에 의해 형성되며, 장갑화된 하천에서 한계수류력을 평가하는 것은 안정하도설계를 위해 중요하다. 자갈하상 하천 종단지점과 만곡부 일정구간의 세부지점에대한하상재료의입도분포를조사하고, 한계유속 및 한계수류력을 평가하였다. 자갈하상 재료에 대한 Yang의 한계단위수류력과 Bagnold의 한계수류력은 상류로 갈수록 급격히 증가했다. 계획홍수량에 근거한 무차원 전단응력은 Shields 도표에서대부분조사지점의자갈하상재료가소류사형태로이동하는것으로평가되었다. 만곡부에 대한 평균입경은 상류 유입수의 1차 수충지점에서 가장 컸으며, 반사흐름에 의한 2차 수충지점에서 두 번째로 큰 입경을 보였다. 수충직하류지점들에서상대적으로작은평균입경을보였다. 만곡부의 평균한계유속 범위는0.77~2.60m/s의 범위이며, 한계단위수류력은 경사가 급한 1차 수충부에서는 상당히 컸다. 한계수류력의 분포는 7~171W/m2의 범위로 하천 횡단보다는 종단에 따른 변화가 뚜렷했고, 만곡 외측 1차 수충지점과 반사흐름 2차 수충지점에서 크게 작용하는 것으로 평가되었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제1권2호
• /
• pp.49-60
• /
• 2014

본 연구는 전형적인 자갈하천인 가평천에서 하천 환경과 서식처 교란이 어류 군집구조에 미치는 영향을 파악하기 위하여, 13개 조사지점에서 미국 환경청의 간편 생물평가법을 적용하여 하천환경을 평가하고 어류 군집구조를 조사하였다. 하천환경 평가 자료를 이용하여 주요인분석을 실시한 결과, 하상 경사와 관계가 있는 하상 서식환경, 유속/수심 체제, 유사 퇴적이 주요한 평가항목으로 판별되었다. 가평천에서 출현한 어종은 12과 46종이었고, 우점종이 참갈겨니 (Zacco koreanus), 아우점종이 피라미 (Z. platypus)이었다. 종별 개체수 자료를 사용하여 계층적 군집분석의 결과, 조사지는 상류, 중류 및 하류의 세 개의 집단으로 구분되었다. 비모수다차원척도법 결과에 의하면, 어류는 하천환경 평가 항목 중 하상 서식환경, 하상 매몰, 유속/수심 체제, 유사 퇴적, 하도 개수, 여울 빈도 항목과 유의한 상관관계가 있었다. 따라서 자갈하천인 가평천에서 어류 군집구조는 일차적으로 하상의 종적 환경 변화에 의하여 영향을 받고, 인위적 교란에 의하여 군집구조에 변화가 나타났다.

• 한국지구과학회지
• /
• 제27권7호
• /
• pp.757-767
• /
• 2006

Alluvial-plain deposits in the southeastern part of the Eumsung Basin (Cretaceous) are characterized by coarse-grained channel fills encased in purple siltstone beds. It represents distinct channel geometry, infill organization, and variations in facies distribution. The directions of paleocurrent, sedimentary facies changes, and channel-fill geometry can be used to reconstruct a channel network in the alluvial system developed along the southeastern margin of the basin. The channel-fill facies represent downstream changes: 1) down-sizing and well-sorting in clast and martix of channel fills and 2) internal organization of scour fill or gravel lag and overlying cross-stratified, planar-stratified beds. These findings suggest multiple stages of channel-filling processes according to flooding and subsequent stream flows. In the small-scale pull-apart Eumsung Basin (${\sim}7{\times}33km^2$ in area), vertical-stacked alluvial architecture of the coarse-grained channel fills encased in purple siltstone is expected to result from episodic channel shifting under a rapidly subsiding setting.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제45권9호
• /
• pp.853-860
• /
• 2012

홍수 발생 시 모래하천의 수위-유량 관계가 고리형을 이룬다는 것은 많은 현장 계측을 통해 보고되어 왔다. 또한, 홍수파 해석이나 사련에서 사구로 변동되는 하상해석을 통해 고리형 수위-유량 관계의 원인이 규명되어서 고리의 형태나 진행방향 등에 대해서는 이론적으로도 상당부분 입증되어 있다. 그러나 경사가 급한 자갈 및 암반으로 구성된 산지하천의 경우, 현장유량계측의 어려움과 관측 정확도의 문제로 고리형 수위-유량 관계에 대한 연구가 매우 드물었다. 본 논문은 자갈 및 암반지형의 산지하천인 제주도 한천에서 2011년 태풍 무이파 때 계측한 홍수 유량을 바탕으로 수위-유량 관계를 구축하고, 자갈하천에서 형성되는 고리형 수위-유량곡선을 분석하고자 한다. 유량계측 방식으로는 홍수기에 적합한 비접촉식인 전자파 표면유속계를 사용하여, 홍수의 상승기와 하강기의 유량을 시간 단위로 계측하는 데 성공했다. 계측결과 수위-유량관계에서 뚜렷한 고리 형상을 확인할 수 있었다. 그리고 고리의 이력이 모래하천과 정반대로 동일수위에서 상승기의 유량이 하강기의 유량보다 작은, 고리 경로의 역전 현상을 발견하였다. 이러한 역전현상은 자갈하천의 조도의 변화가 모래하천의 경우와 반대로 발생하는 데 기인하는 것으로 추정한다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권1호
• /
• pp.103-108
• /
• 2008

Riverbed change is greatly influenced by artificial factors such as dam construction, gravel collection, and river improvement. This study simulated a long-term bed change based on the GSTARS3 model using actual data from the area downstream of the Geum River Daecheong Dam and compared the estimation with a section of the actual measurement. As a result, it was found that the section of the actual measurement was far lower than the result of the simulation in terms of long-term bed change. While the area downstream of Daecheong Dam displayed approximately an average of 2.29 m of streambed degradation on average while the upper stream area showed approximately 0.63 m of bed degradation over 24 years. In the simulation of the area downstream of Daecheong Dam based on the GSTARS3 model, similar bed degradation was observed. However, a great difference was detected between the result and the actual measurement. According to the cause analysis, the riverbed in the area downstream of Daecheong Dam has continuously degraded due to the dam construction and mass collection of gravel. The mass collection of gravel was the main cause of riverbed change. It was found that about 76% of all riverbed degradation was caused by the mass collection of gravel.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제4권1호
• /
• pp.34-43
• /
• 2017

낙동강의 지류하천인 내성천은 전형적인 모래하천으로 고유한 생태계의 구조와 기능을 가지고 있다. 그러나 2016년부터 운영되고 있는 영주댐에 의하여 내성천의 댐 하류에서 하상의 변화와 이에 따른 어류상의 변화가 예상된다. 본 연구에서는 2014년부터 2016년까지 모래하천인 내성천에서 어류의 서식환경, 생물상 및 군집구조의 변화를 모니터링하기 위하여, 공사중인 영주댐 하류와 대조지소로서 서천에서 하천 환경을 조사하고 어류를 채집하였다. 내성천에 영주댐이 축조되기 시작하면서 댐 직하류에서 하상 재료의 입경 크기가 증가하였다. 영주댐이 운영되기 전 내성천에서는 피라미가 우점하였고, 조사지점에 따라서 끄리, 쉬리, 참마자, 모래무지가 아우점하였다. 내성천에서는 모래 하상에서 특이하게 서식하는 누치, 참마자, 모래무지, 흰수마자, 기름종개, 대동갱이가 발견되었다. 내성천의 영주댐 하류에서 어류 군집는 하상 재료의 입경에 따라서 돌마자, 쉬리, 꺽지 등의 자갈 하상 어종 출현 군집과 누치, 기름종개, 흰수마자 등의 모래 하상 어종 출현 군집으로 구분되었다. 또한 이들 군집은 영주댐 건설 이후에 시간이 경과함에 따라서 점차 모래 하상 어류 군집에서 자갈 하상 어류 군집으로 변하는 경향이었다. 그러므로 영주댐 하류 하천에서 환경과 어류상의 변화를 지속적으로 모니터링하여 모래하천의 생태계 보전을 위한 기초자료를 확보하여야 할 것으로 생각된다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제39권12호
• /
• pp.985-996
• /
• 2006

본 연구는 자갈하천에서 하상에 분포하는 입자에 작용하는 전단력을 이용하여 등가조도를 산정할 수 있는 모형을 개발하였다. 산정된 등가조도는 수위-유량자료가 부재한 하천에서 유량에 대한 수위를 산정하고 조도계수를 산정하는데 이용하였다. 대상하천은 섬진강의 중 하류부인 구례수위표와 송정수위표 구간으로 선정하였다. 등가조도는 개발된 모형에 의해 구례수위표지점에서 0.194m가 산정되었다. 산정된 등가조도를 흐름모형에 적용하여 계산된 수위유량자료를 관측된 자료와 비교한 결과 6% 이내의 오차를 보였다. 조도계수는 대상구간에 대해 부정류 해석을 실시하여 유량규모별로 계산된 수위와 관측된 수위에 대해 산정하였다. 그 결과 관측된 수위와 계산된 수위에 의해 산정된 조도계수는 $0{\sim}0.002$의 오차를 보였고, 조도계수의 가변성도 고려할 수 있었다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제11권9호
• /
• pp.881-895
• /
• 2002

Sediments and river waters form the channel of Hwasun-cheon were studied in sedimentological size and geochemical analyses of metallic elements for the purposes of identification of depositional environments and geochemical characteristics. The sizes of sediments are assigned to pebble to coarse sand in mean size and polymodal in distribution. And the sediments are poorly to very poorly sorted and positively skewed. According to the grain size distributions of the sediments, the Hwasun-cheon belongs to gravel-bed river on the basis of the grain size distribution of the sediments. The behaviors of metallic elements in the sediments mainly depend on not grain size distribution but the geology connected with geomorphological reliefs near the stream. Contamination indices(CI) of Zn, Cu and Pb are 2.83 to 6.96 with average 4.31 in the sediments. Hwasun-cheon is assigned to general stream type in accordance with water quality of physical factors and chemical characteristics by Piper's diagram. Though meaningful values of BOD, T-N, T-P were locally depicted near Masan-ri, Hwasun-eup and Jiseok-cheon areas, artificial metal concentration do not represent in the most area of the stream. Sediments and river water are considered that the relatively more or less high metallic contents in the stream are originated from coal mine and urban area.

• 한국환경과학회지
• /
• 제20권5호
• /
• pp.555-564
• /
• 2011

This study examines the potential restoration of abandoned channels of the Mangyeong River in South Korea. To analyze the morphological changes and equilibrium conditions, a flow duration analysis was performed to obtain the discharge of 255 m3/s with a recurrence interval of 1.5 year. It is a gravel-bed stream with a median bed diameter of 36 mm. The reach-averaged results using HEC-RAS showed that the top width is 244 m, the mean flow depth is 1.11 m, the width/depth ratio is very high at 277, the channel velocity is 1.18 m/s, and the Froude number is also high at 0.42. The hydraulic parameters vary in the vicinity of the three sills which control the bed elevation. The total sediment load is 6,500 tons per day and the equivalent sediment concentration is 240 mg/l. The Engelund-Hansen method was closer to the field measurements than any other method. The bed material coarser than 33 mm will not move. The methods of Julien-Wargadalam and Lacey gave an equilibrium channel width of 83 m and 77 m respectively, which demonstrates that the Mangyeong River is currently very wide and shallow. The planform geometry for the Mangyeong River is definitely straight with a sinuosity as low as 1.03. The thalweg and mean bed elevation profiles were analyzed using field measurements in 1976, 1993 and 2009. The measured profiles indicated that the channel has degraded about 2 m since 1976. The coarse gravel material and large width-depth ratio increase the stability of the bed material in this reach.