수리모형을 이용한 평창강 합류구간의 횡단면 수위차 분석

Analysis for Difference of Water Surface Elevation at Cross Section in Pyungchang River Contained Junction Using Hydraulic Model

  • 김기형 (수자원연구원 수자원환경연구소) ;
  • 최계운 (인천대학교 토목환경시스템공학과)
  • 발행 : 2006.12.31

초록

본 연구에서는 본류와 지류가 만나는 합류구간, 만곡 및 사행구간이 있는 자연하천과 동일한수리모형을 제작하고 합류부를 중심으로 본류와 지류의 유량비 변화에 따라 모형의 합류부 횡단면에서 발생하는 수위차의 변화를 분석하였다. 합류이전의 최하류단면 수위를 기준으로 하는 합류부 각 단면의 최대수위 변화에 미치는 유량비의 영향은 합류부 하류구간보다 상류구간에서 더 크게 나타난다. 횡단면의 최소수위에 대한 최대수위의 변화는 합류부 중심에 가까울수록 증가하며 합류부 중심 직하류에서 최대를 보인다. 또한 합류구간 횡단면의 수면경사는 단면형태에 따라 영향을 받으며 본류에 대한 지류의 유량비가 감소할수록 수면경사도 감소한다. 기존에 제안된 일정한 곡률반경과 정형화된 단면에서 도출된 횡단면 수위차 산정 공식이 평창강과 동일하게 제작된 모형수로에서 실측값과 약 60%의 차이를 보인 반면 본 연구에서는 실측값과 약 10%의 차이를 보이는 수위차 산정 공식을 제안하였다.

In this study, hydraulic model same as natural channel with junction area and curved reach is constructed, and after that the variation of difference of the water surface elevation at cross section in junction area is analyzed using constructed hydraulic model. In junction area, the variation of maximum water level based on downstream section is more affected in discharge ratio at upstream than downstream. The maximum water level increased as closed to junction and the peak level appeared at just downstream of junction. The slope of water elevation at cross section is affected in section shape and decreased as discharge ratio is reduce. The expressed formulas developed in the channel consist of constant curvature and section shape showed difference of 60% with measured value, but the suggested formula in this study to compute difference of water surface elevation showed difference of 10% with measured value.

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참고문헌

  1. 김윤태, 김지호, 박영진, 송재우 (1997). 만곡수로에서의 횡방향 수면경사 산정모형의 비교, 대한토목학회 논문집, Vol.17, No. II-2, pp. 129-135
  2. 박용섭 (2003). 합류부에서 유량 및 접근각도 변화에따른 수리학적 특성 분석, 인천대학교 박사학위 논문
  3. 백창식 (1998). 180$^{\circ}$만곡수로 합류부의 흐름특성 분석, 경기대학교 박사학위 논문
  4. 이종태, 윤세의, 김종우 (1992). 수심이 얕은 만곡수로에서의 흐름특성 분석, 경기대학교 산업기술종합연구소 논문집, Vol.8, pp. 5-18
  5. 정현수, 한정석, 윤세의 (1999). RMA-2 모형을 이용한 만곡수로 합류부의 흐름 특성 분석, 산업기술종합연구소 논문집, Vol.18, 경기대학교 산업기술연구소, pp. 17-25
  6. 차영기, 김이현, 이만석 (2000). 만곡수로에서 교각으로 인한 수위변화 분석, 단국대학교 신소재연구논문집, Vol.9, pp. 41-53
  7. 최계운 (1994). 수지형 하천에서의 부정류 흐름의 해석 알고리즘, 대한토목학회논문집, Vol.14, No.4, pp. 839-846
  8. 최인호, 박영진, 김지호, 송재우 (2001). 하천 만곡부에 위치한 기초를 갖는 불균일 교각에서의 국부세굴심 산정에 관한 연구, 대한토목학회논문집, Vol. 21. No.4-B, pp. 393-402
  9. 최한규 (1977). 하천의 만곡류에 관한 이론적 고찰, 한국수문학회지, Vol.10, No.2, pp. 61-65
  10. Behlke, C.E. and Pritchett, H.D. (1966). "The Design of Supercritical Flow at Channel Junctions", Highway Research Record No. 123, Publication 1365, Highway Research Board, National Research Council, Washington D. C. pp. 17-35
  11. Bowers, C.E., Harris, G.S. and Pabst, A.F. (1968)."The Real Time Computation of Runoff and Storm Flow in the Minneapolis St. Paul Interceptor Sewers", Memo M-118, St. Anthony Falls Hyd. Lab., Univ. of Minnesota
  12. Taylor, E.H. (1944). "Flow Characteristics at Rectangular Open-Channel Junctions", Transactions, No. 109, ASCE, pp. 893-902
  13. US Department of the Interior/Water and Power Resources Service(1980)."Hydraulic laboratory technique"
  14. Webber, N.B. and Greated, C.A. (1966)."An Investigation of Flow Behaviour at the Junction of Rectangular Channels", Proceedings, Vol.34, Session 1965-1966, The Institution of Civil Engineers, pp. 321-334