KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research (대한토목학회논문집)

Korean Society of Civil Engeneers (대한토목학회)
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Application of Depth-averaged 2-D Numerical Model for the Evaluation of Hydraulic Effects in River with the Riparian Forest

하안림 영향 검토를 위한 수심평균 2차원 수치모형 적용

  • 김지성 (한국건설기술연구원 하천해안항만연구실) ;
  • 김원 (한국건설기술연구원 하천해안항만연구실) ;
  • 김혜주 (김혜주자연환경계획연구소)
  • Received : 2010.12.27
  • Accepted : 2011.01.29
  • Published : 2011.04.30
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Abstract

In this study, FESWMS FST2DH model was used to analyze the change of flow characteristics after making the riparian forest. The additional flow resistance is calculated based on the drag-force concept acting on each tree and the lateral momentum transfer between planted and non-planted zone could be satisfactorily reproduced by parabolic turbulence model in this depth-averaged 2-D numerical model. For model validation, the simulated velocities were compared with the measured data, showing good agreement in both tree density cases of experiments. The previous method using a proper Manning's n coefficient gives reasonable solutions only to evaluate the conveyance, but the calculated approach velocity at each tree was different from realistic value. The proposed procedure could be widely used to evaluate hydraulic effects of riparian trees in practical engineering.

본 연구에서는 평수위면을 따라 하안림을 조성할 경우 발생할 수 있는 흐름특성의 변화를 검토하기 위하여 FESWMS FST2DH 모형을 이용하였다. FESWMS 모형은 개별 수목에 작용하는 항력을 직접 계산하여 수목으로 인한 흐름저항의 증가를 계산하고, 식재부와 비식재부 영역간의 운동량 교환을 포물선형 난류모형으로 비교적 정확히 해석할 수 있는 수심평균 2차원 수치모형이다. 모형의 적용성 검증을 위하여 홍수터 식재후 횡방향 유속변화 수리실험 결과와 비교하였고, 두 가지 수목밀도의 경우 모두 계산 유속은 실측 유속과 잘 일치하였다. 실제 하천내 수목 식재구역에 적절한 Manning 계수를 적용함으로써 식재후 수위 및 유속변화를 추정하는 기존 방법은 본 연구결과와 비교하여 홍수위 변화는 거의 유사한 결과를 나타내었으나, 식재부 유속 산정에는 다소 차이가 발생함을 확인하였다. 본 연구에서 수행된 수목영향 평가절차는 향후 하천내 수목식재를 계획할 경우 실무적으로 널리 활용될 것으로 기대된다.

Keywords

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