하천설계에서 제방과 홍수터의 안정성 확보를 위해서는 바닥전단응력을 고려하는 것이 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 하폭과 수심에 따른 복단면의 바닥전단응력을 모의하여 분포 특성을 분석하였다. 바닥전단응력 분포에 지배적인 영향을 주는 이차류를 모의하기 위하여 OpenFOAM의 large eddy simulation (LES)를 적용하였으며 하폭과 수심을 고려하여 12개의 케이스를 모의하였다. 모의 결과를 이용하여 시간 평균 유속 분포, 이차류 분포, 바닥전단응력 분포 등의 특성에 대하여 분석하였다. 홍수터 바닥전단응력 분포는 전체적으로 홍수터 좌안에서 높은 값이 나타나고 우안 방향으로 감소하는 경향을 확인하였으나 이차류에 의해 상당한 국부적인 변화가 나타남을 확인하였다. 홍수터의 수심이 얕은 경우에는 홍수터의 바닥전단응력이 평균전단응력의 0.8배 이하로 낮은 값이 나타나고 있으나 홍수터의 수심이 깊은 경우에는 평균전단응력의 1.2-1.4배의 높은 값이 나타남을 확인하였다. 홍수터의 폭이 좁은 경우에는 홍수터 우안 측벽의 영향으로 국부적으로 높은 값이 나타나는 것도 확인할 수 있었다.
Soil, ground water and sea bed are exposed to continuous accumulation of polluted materials causing serious environmental damage. It has been reported that such pollution causes a massive mortality of fish stock in rivers by the resuspension of toxic chemicals during strong wind conditions. Therefore, it becomes apparent that there is an immediate demand for the restoration treatment of polluted river bed (or sea bed) sediment layers. Pollution levels of major rivers and ports such as Pal-dang, Kyung-an rivers, Ma-san port are becoming public concern and are posing a serious environmental threat. In particular, the pollution of Shi-hwa river has become a nation wide issue for last few years. In spite of such public concern, the pollution level of such rivers or port are getting worse everyday. In this study, an environmentally sound engineering package is introduced which helps to restore the polluted river bed or sea bed sediments. This engineering package is consisted of a suction facility followed by a series of mechanical, chemical as well as biological treatment units. The suction facility is designed to minimize the secondary pollution due to the resuspension of toxic materials during suction. The sea bed cleaning engineering package is designed to be installed on the top of a floating barge. Such combination of environmental plant and shipbuilding technology provides a cost-effective solution, minimizing the cost involved in the transportation between suction and treatment facilities.
본 연구는 보청천 하도형태의 변화를 해석하기 위해 1차원 유사이동 모형인 HEC-6 모형과 준 2차원 유사이동 모형인 GSTARS 2.1 모형을 적용하였다. GSTARS 2.1 모형에 포함된 Ackers와 White공식, Engelund와 Hanson공식 그리고 Yang공식의 세 가지 유사이송공식이 1993년부터 2000년까지의 하상재료에 대해 모의되었으며, 그 결과 Ackers와 White공식이 실측치에 근사한 것으로 나타났다. 1차원 유사이동 모형인 HEC-6모형과 GSTARS 2.1 모형과의 장기 하상변동 분석에 있어서 두 모형 모두 하천변화에 대한 전반적인 경향이 실측치의 하상변동 경향의 결과와 유사했다. 실측치와의 횡단면 변화의 비교에서 GSTARS 2.1 모형이 HEC-6모형의 모의결과보다 양호한 결과를 나타내었다.
본 연구는 본류와 지류의 하상경사 및 유사 유입조건이 다르며, 하폭이 넓고 수심이 상대적으로 얕은 합류부에서 흐름 및 하상변동에 관하여 수치모의를 수행하여 그 특성을 파악하는데 목적이 있다. 적용 대상지역은 금강과 미호천의 합류부로서, 흐름특성 및 하상변동을 모의하기 위하여 RMA-2와 SED2D를 이용하였다. 유량의 증가에 따라 흐름에 대한 유속과 전단층의 길이가 증가하고, 합류부의 우안의 정체수역에서 발생하는 와(vortex)의 크기도 증가하였다. 부유사의 농도는 실제 상황에 맞도록 비평형 유입조건을 사용하였으며, 미호천에서 유입되는 유사의 농도에 영향을 받아, 합류직후에도 유사의 농도가 높고, 전단층을 경계로 하여 농도 띠가 하류로 유지되었으며, 합류 후에는 우안에서 하상이 상승되었다.
In this study, we investigated the grain size, lithological type, and shape of coarse bed materials in the upper and middle reaches of Gongneungcheon River. For this purpose, 11 sampling points were selected along the river. For 100 samples of the coarse bed materials at each point, three axes (long, intermediate, and short) of samples were measured, and their lithological types were also identified. By measuring grain size, the sphericity and flatness of samples were calculated. Finally, every particle was classified into four shape categories: sphere, disc, blade and rod. We found that the grain size in incised meandering reach is the largest. This is mainly due to the supply of coarse materials from steep valley sides along the meandering channel. According to the lithological analysis, all samples were identified as granite, gneiss and schist, and quartz. The proportion of granite decreased, whereas the proportion of gneiss and schist increased downstream. These patterns indicate that the bedrock distribution within the study area accounts for the downstream lithological variation of coarse bed materials. With regard to the grain shape, sphericity gradually decreased while flatness gradually increased downstream. In the case of the shape classification, unlike the general downstream pattern of grain shape, the proportion of the sphere type decreased and the proportion of the blade type increased downstream. Such a reversal change in the downstream direction turns out to be determined by the lithology (such as foliation, bedding and the pattern of weathering) of coarse bed materials.
주요 하천 유역 퇴적토의 토양물리성과 화학성을 파악하여 농업적 활용에 있어서 토양환경적 안정성을 평가하기 위하여 2009년부터 2010년까지 한강 16개소, 금강 32개소, 영산강 27개소, 낙동강 144개소로 28개 시군의 219개소의 하천표토에서 50 cm까지 시료를 채취하였다. 하천토사의 입자밀도는 $2.63Mg\;m^{-3}$ 이상으로 $2.60{\sim}2.69Mg\;m^{-3}$의 범위이었으며, 입경은 평균 0.7 mm로 0.075~0.85 mm 범위에 분포하고 있었다. 유역별 토사의 입경분포를 살펴보면, 한강과 금강에서는 0.075~0.85 mm 범위에 입자가 주로 분포하였으며, 금강과 영산강에서는 0.25~0.85 mm 범위에 입자로 입경이 큰 입자의 분포비율이 높았다. 하천 토사의 평균 화학성은 pH 6.3, EC $0.16dS\;m^{-1}$, 유기물 $8g\;kg^{-1}$, 유효인산 $101mg\;kg^{-1}$, 치환성 칼륨, 칼슘 및 마그네슘은 각각 0.39, 3.47, $0.93cmol_c\;kg^{-1}$이었으며, 유역별로는 한강유역에서 pH, 금강유역에서 염농도 (EC), 유효인산과 치환성 나트륨이, 영산강유역에서 유기물, 치환성 칼슘과 마그네슘이, 낙동강 유역에서는 치환성 칼륨이 각각 높았다.
본 연구는 금강유역내 중규모 하천을 대상으로 계획홍수량, 유역면적, 유로연장, 하상경사 등 유역의 수리 수문학적 특성 인자를 매개변수로 하여 계획하폭 결정식을 제안하였다. 유도한 계획하폭 산정식은 다중 회귀분석에 의한 결정계수 등의 비교에서 기존에 사용하고 있는 중부지방 경험식, 하천설계기준에 비해 우수한 결과를 나타냈다. 이들 결과를 다른 자료군의 금강수계 동일규모 유역을 대상으로 검증한 결과는 계획홍수량, 유역면적, 유로연장, 하상경사의 4개 매개변수로 유도한 관계식이 가장 우수한 것으로 나타났다. 본 연구에서 유도한 관계식을 수공실무의 계획 하폭산정에 적용한다면 현재 사용하고 있는 경험식보다 좋은 결과를 얻을 수 있을 것이다.
Vo, Nguyen Xuan Que;Ji, Yoonhwan;Doan, Tuan Van;Kang, Hojeong
Environmental Engineering Research
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제19권3호
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pp.229-240
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2014
Rain events are extremely important for phosphorus (P) dynamics in rivers since large portions of annual river P loads can be transported in particulate forms during only a few major events. Despite their importance, a precise estimation of P contribution in river sediments after rainy seasons has rarely been reported. This study estimated the longitudinal variation in the concentrations of different inorganic P fractions in bed sediments of the South Han River over a rainy season, through using the sequential extraction method. Non-apatite P was the dominant form, representing more than 60% of total inorganic P (TIP) content in sediments. Although no significant variation of TIP contents was observed, the proportion of bioavailable P in TIP pools decreased after the rainy season. The concentrations of individual inorganic P fractions ($NH_4Cl-P$, $NH_4F-P$, NaOH-P, and $H_2SO_4-P$) were significantly different across sites and after the rainy season (p < 0.05, two-way ANOVA). $NH_4F-P$ and NaOH-P concentrations in sediments increased in a downstream direction. After the rainy season, $NH_4Cl-P$ concentrations in sediments decreased whereas $NH_4F-P$ and $H_2SO_4-P$ concentrations increased. The redistribution of individual P fractions in sediments observed after rainy seasons were possibly due to the changing contribution of various sources of runoff and the variation in flow related particle size. Current estimation of P in bed sediments of the South Han River suggests a lower potential of internal P loading from sediments after the rainy season.
본 연구에서는 유역내 댐 건설과 하천내 식생성장으로 육역화 현상이 진행되는 내성천 환경 변화의 원인을 파악하기 위해 내성천 유역에 위치한 3개 관측소를 대상으로 2010년부터 2019년까지 관측된 수문자료와 항공사진 및 지형자료를 수집하여 수문특성에 따른 수위-유량관계 변화 및 횡단면의 침식·퇴적 변화율을 분석하였다. 또한 상류 지류인 월호교 관측소에서 인위적인 유량 조절 유무에 따른 영향을 비교하였다. 분석결과, 내청천에서는 2013년부터 2015년까지 지속적인 가뭄에 의해 홍수터에서는 식생활착 및 식생사주 면적 증가로 육역화가 진행되었고, 저수위에서는 흐름부 축소, 유속 및 하상소류력 증가로 지속적인 하상침식이 발생한 것으로 판단되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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