Open Channel Characteristics on Different Land Cover for Neponset River, Boston, MA

상이한 토지이용에서 나타나는 하천의 특성에 관한 연구 : 메사추세츠 보스턴의 네폰셋강의 사례연구

The study examines two different sites to analyze the difference of stream channel profile between two different landuse areas on Neponset River, Boston, MA. Landuse represents the current status of land in terms of human, agricultural or forest, industry and environmental activity types. According to the previous research, forest and urban area are significantly distinguished in chemical characteristic, shape and bed load of the stream. On the chosen sites, I look at the cross-section profile, the slope, velocity, and roughness of the channels. With the data collected at the site I determined the value for the channel bed material using Manning's equation, and compared with the result of HEC-RAS model with the cross-section profile data I measured. In the forest area, water surface elevation and bed material obtained through Manning's equation are very close to HEC-RAS model result. However, in the resident area the Manning's 'n' value calculated much higher than assumption which was considered as cobble whose 'n' value is 0.03-0.06. The difference could be caused by unusual steep elevation on the site and the dam present down further. With the steep elevation upside of dam, there is critical-depth condition occurs. The difference of Manning's 'n' value reflects the difference of depth. HEC-RAS model was run to analyze the difference and the result shows that depth is 0.36 much less than 0.688 what I computed when the Manning's n value is 0.03(cobble) instead of the result of the study (0.13292). Beside, dam is a major source of fragmentation and degradation of stream, and it's possibly inferred upstream water levels are increased and stream velocity is decreased. This study is meaningful for introduction of HEC-RAS in geography field to analyze different sites with channel bed material, and it is going to be used more actively to manage river and river side.

미국 메사추세츠주 보스턴시의 네폰셋 강의 서로 다른 토지이용지역을 사례지역으로 선정하여, 강의 밑짐으로 토지이용의 차이를 분석할 수 있는지 실험하였다. 네폰셋 강은 거주지역, 산업지역, 농업과 삼림지역 등으로 토지이용이 구분되는데, 토질의 화학적 특성이 가장 차이가 나는 거주지역과 삼림지역 두 곳을 찾아 매닝의 'n'값과 HEC-RAS 모델의 결과치를 비교하여 두 지역의 차이를 분석하였다. HEC-RAS는 US Army Corp에서 개발한 모델로 강의 윤곽 및 흐름, 진행 및 경사 등을 면밀하게 분석할 수 있다. 거주지역 분석 결과는 매닝의 계수와 HEC-RAS 결과치가 매우 다르게 나타나는데, 이는 인공적으로 설치된 강 하류의 댐과 일반적이지 않은 경사에 기인한다고 판단되었다. 일반적인 경사를 지닌 댐상류에는 임계수위가 나타나는데, 매닝의 'n' 계수가 서로 다른 깊이를 반영해주고 있다. 댐은 강의 분리와 유속에 많은 영향을 미치고 있고, 상류 수위는 증가하는 대신 유속은 감소하게 된다. HEC-RAS 모델은 강의 구조와 형태 및 행태 등을 분석하는데 좋은 기법으로, 현재 많은 연구의 대상이 되고 있는 도시 내 강의 관리와 지역개발에 지리학적으로도 크게 활용할 수 있을 것이라 예상된다.