• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.63-63
• /
• 2023

하천수위는 상류에 위치한 유역의 유출상황에 따라서 지속적으로 변화하게 되며, 특히 홍수시에 급격하게 상승하고 홍수피해를 야기하게 된다. 이 때문에 하천의 수위변화를 모의·예측하기 위한 많은 이론이 제안되고 적용되어 왔으며, 일반적으로 강수와 유역특성을 시공간적으로 고려할 수 있는 수리·수문모형을 이용하여 모의되어 왔으나 숙련된 전문가가 필요하다는 단점이 있다. 이에 본 연구의 목적은 각종 수방활동에 종사하는 관련자가 특정 지점의 홍수시 수위상승 특성을 간편하게 확인하고 활용할 수 있는 방법론을 제시하는 데 있다. 이를 위하여 한강수계에 위치한 홍수취약지구에 홍수정보를 제공하는 45개 수위관측소의 2010년부터 2022년 사이의 10분 단위 수위자료를 수집 하였으며, 각 지점별로 수위자료에 홍수 사상에서 발생하는 시간적인 상승량을 단위시간을 통하여 수위 상승값을 분위화하는 수위상승거동곡선(Water-level Rising Behavior Curve) 개념을 적용하여 분석하였다. 적용결과에 따라, 일반적인 유역은 유역특성에 따라서 홍수위가 상승하다가 일정시간이 경과한 후에 평형상태에 도달하는 것으로 나타났으며, 이러한 특성을 현장 종사자가 정량적으로 판단하기 위한 보조자료 및 각종 수방계획 수립을 위한 기초자료로서 활용할 수 있는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권5호
• /
• pp.601-610
• /
• 2023

하천의 수위변화 특성에 대한 이해는 여러 수방활동 및 하천환경의 관리를 위하여 필수적이다. 본 연구는 각종 수방활동에서 종사하는 현장 엔지니어가 특정 지점의 홍수시 수위상승 특성을 간편하게 확인하고 활용할 수 있는 방법론을 제시하는 데 목적이 있다. 이를 위하여 한강수계의 홍수취약지구에 홍수정보를 제공하고 있는 45개 관측소의 2010년부터 2022년까지의 10분 단위 수위자료를 이용하여 홍수 사상에서 발생하는 시간적인 상승량을 단위시간을 통하여 정량화하고 분위화한 수위상승거동곡선(WRBC) 개념을 제시하였으며, 그 적용성을 검토하였다. 분석결과, 홍수시의 수위상승 거동은 평균적으로 초반 6.2시간 이내에 전체 수위상승량의 80% 이상이 상승하며 그 이후에는 점진적으로 상승하는 것으로 분석되었으며, 수위상승 이후에 일정한 평형상태에 도달하는 시간은 상류유역의 면적과 유출 특성에 따라 다른 것으로 나타났다. 이러한 WRBC는 홍수유출로 인하여 발생하는 수위상승의 평균적인 경향에 대해 통계적이고 직관적인 검토에 장점이 있으며, 하천변에 위치한 친수공간, 수리시설 등의 수방활동에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
• /
• pp.260-260
• /
• 2023

일반적으로 수위·유량 거동은 시간에 따른 수위·유량의 변화량으로 분석이 가능하며, 이를 토대로 연간, 특정 기간의 수위·유량을 분석 및 예측하여 수자원을 효율적으로 활용하고, 재해 예방에 활용할 수 있다. 이러한 수위·유량의 거동에는 다양한 요인들이 영향을 미치며, 대부분의 경우 해당 요인들이 복합적으로 산재하여 각 요인의 영향이 중첩되어 수위 거동을 이해하기에 어려움이 존재한다. 그에 따라 본 연구에서는 웅천천 보령시(노천교) 지점을 대상으로 강우, 유출, 유입에 따른 수위·유량의 거동분석을 실시하였다. 보령시(노천교) 지점은 다양한 외부 요인들이 존재하며, 각 요인이 비교적 독립적으로 작용한다는 가정을 하여 지점의 수위·유량의 요인별 거동 양상을 분석하고자 한다. 우선 금강홍수통제소에서 제공되는 보령시(노천교) 10분 수위 자료와 일 강수량을 비교하여 강우에 따른 수위 패턴을 분석하였다. 이후 보령시(노천교) 10분 수위 자료를 한국수자원조사기술원에서 개발한 수위-유량관계곡선식을 이용해 10분 단위 유량으로 환산하고, 이를 한국수자원공사에서 제공하는 보령댐 10분 단위 총방류량 자료 중 하천 방류량(소수력, 관개(몽리), 하천유지, 등)에 해당하는 내용들을 추출해 비교하였다. 그 결과, 하천의 기저유량은 방류량에서 결정되는 것으로 확인되었으며, 강우량에 따른 수위상승은 비교적 직접적인 요인으로 일어났다. 1순위 수위(2.52m)는 강우에 의해 영향을 받고, 2순위 수위(2.24m)는 방류량에 영향을 받은 것으로 분석되었다. 또한 4~5월 기간에는 기저수위 이하로 떨어지는데, 이는 농업용수 취수의 영향으로 기저수위 이하의 수위거동을 보인 것으로 분석되었다 이를 통해 하천수위 거동을 요인별로 분석할 수 있었으며, 향후 물수지적 관점으로의 추가분석이나 강우에 따른 댐 방류량 조절을 수위로 치환해 더욱 세밀하게 조절할 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제2권1호
• /
• pp.57-65
• /
• 2001

본 연구에서는 증축하천제방의 침투거동과 안정성을 평가하기 위하여, 증축부의 투수계수와 홍수시 강우로 인한 수위상승속도를 3가지 경우로 변화시켜 가면서 평행흐름조건에서 침투모형실험과 유한요소해석을 통한 침윤선 변화와 홍수직후의 수위급상승시 제체사면의 안정성을 분석하여 제체침식에 대한 사면의 불안정성을 검토하였다. 침투모형실험은 평행흐름조건에서 서로 다른 증축재료의 투수계수 $k_1$, $k_2$, $k_3$와 홍수시 발생 가능한 수위상승속도 $v_1$, $v_2$, $v_3$를 각각 변화시키며 수행되었다. 증축체제의 침투거동은 증축부의 투수계수가 클수록 초기 침투거리가 길고, 제체하류사면에 유출점이 점차로 상승하며 시간에 따른 안전율이 감소하면서 국부적인 붕괴로 이어지는 불안정한 침투거동을 보여준다. 또한, 제체사면의 붕괴양상은 수위상승속도가 증가할수록 붕괴발생높이와 붕괴깊이가 증가함을 보여준다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제2권2호
• /
• pp.51-58
• /
• 2001

본 연구에서는 보강제체와 무보강제체의 침투거동을 평가하기 위하여 실내모형실험을 실시하였다. 제체침투시험은 사면경사가 1:1.5, 1:2.0이고 수위상승속도가 1.25cm/min, 2.5cm/min, 수위는 15cm, 25cm, 35cm인 조건에서 실시하였다. 모형실험결과 보강재를 사용한 제체의 경우 지하수의 흐름과 상승 때문에 어느 정도의 침하와 수평방향변위가 발생하였으나, 무보강제체에서 나타난 커다란 활동파괴는 발생되지 않았다. 그리고 수위상승속도 변화에 따른 제체의 침투거동분석결과 Geotextile로 보강된 제체가 무보강제체보다 최종침하량이 감소하는 것으로 나타나 Geotextile을 설치한 제체가 비교적 물의 침투력에 대해 안정한 것으로 나타났다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제11권3호
• /
• pp.153-162
• /
• 1997

시간평균된 해안의 지하수위는 내륙쪽에 강우가 없는 경우에도 평균해수면 (Mean Sea Level)보다 1내지 2미터 정도 높은 것으로 관측되었다. 이러한 해안의 지하수위상승현상은 주로 파랑과 조석의 작용에 의해 나타난다. 본 연구에서는 지하수위상승에 미치는 조석 및 파랑의 효과를 현장관측결과를 통해 정량적으로 보여주었으며, 또한 이들 각각의 작용에 기인한 지하수위상승에 대한 해석해 및 최근 이론들을 제시하였다. 특히, 최근 지하수의 수리학적 모델링에 관한 연구에서 파랑의 침투 (wave runup infiltration)효과의 중요성이 강조되었는 바, 본 연구를 통해 종래에 보고된 바 없는 swash zone (shoreline과 runup limit사이)에서의 파랑의 침투속도(분포)를 지하수위관측자료를 이용해 간접적으로 산정함으로써 해안의 지하수위예측모델링을 보다 정확히 수행할 수 있으리라 사료된다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제26권5C호
• /
• pp.359-368
• /
• 2006

시공후 터널의 거동에 영향을 주는 대표적인 인자들로 시간에 따른 투수상태와 지반의 장기거동을 들 수 있다. 본 연구에서는 이러한 인자들과 관련된 터널거동을 분석하기 위한 수치해석모델을 개발하고 터널이 겪을 수 있는 다양한 시공 후 하중 조건에 대하여 수치해석을 수행하였다. 터널 변상에 대한 영향인자와 터널거동의 메카니즘을 파악하기 위해 가능한 모든 변상 발생 시나리오를 구성하였으며, 부직포의 투수계수, 수위상승, 장기적인 이완하중과 과발파로 인한 손상 등 터널의 시공 후 장기 변상에 관련된 인자들이 조사되었다. 시공 후 터널 변상 발생 시나리오는 터널형식과 그에 따른 하중 메카니즘에 따라 크게 두 가지로 구분할 수 있음을 알 수 있었다. 토사터널에 대해서는 투수상태와 관련된 거동이 주요 변상의 원인으로 분석되었으며 배수재의 투수계수 저하와 수위상승에 의한 영향에 대해 분석하였다. 암반 터널에서는 암반의 점소성 거동을 분석하였고 암반의 이완과 크립에 의한 장기적인 이완하중의 영향에 대해 연구하였다.

• 한국항행학회논문지
• /
• 제18권3호
• /
• pp.254-260
• /
• 2014

소수력발전방식 중에서 종축 소수력 발전기를 채용한 시스템에 대해서 드럼의 수위상승에 대한 연구를 수행하였다. 드럼통에 용수를 일정하게 공급할 경우, 시간의 경과에 따라 드럼통의 수위가 상승하기는 하지만 반면, 그 상승효과 때문에 증가되는 위치에너지에 의한 러너 측 유출속도와 유출량이 증가하여 수위상승을 억제하고 그 결과 수위상승이 어느 위치에 멈추게 되어 평형상태를 이루게 된다. 이 시스템의 개발 및 분석에 의하면 드럼통의 수위는 드럼통의 크기나 높이, 폭, 형, 러너의 형상 등과는 관계 없이 결정된다. 수위는 오직 인입수량과 유출수량에 의하여만 결정되고 이에 따라 출력전력도 유사한 거동을 보인다는 것이 밝혀졌다. 그러므로 인입수량이 많지 않으면 원하는 수준의 드럼수위를 유지할 수 없을 뿐만 아니라, 원하는 출력전력도 얻을 수 없다. 아울러 현재 국내 산업시설에 설치되어 시험 운전 중에 있는 종축소수력발전시스템에 대해서 이 방법을 적용 및 수행하여 이 기법의 타당성을 입증하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.21-25
• /
• 2003

해안단애의 형성과 침식에 의한 해안선의 후퇴를 저지하기 위해 방조벽을 설치하여 해빈의 침식 변화과정에 관한 수치모의를 수행하였다. 평균수위의 상승을 동반하는 폭풍해일이 내습하는 경우 평균수위의 상승이 방조벽의 세굴을 가속화시킨다. 그러므로 본 연구는 사빈 해안에 방조벽을 설치하는 경우 해빈 침식의 거동을 예측하는데 이용할 수 있겠다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1244-1248
• /
• 2008

지표수-지하수 통합모형인 SWAT-MODLFOW는 토양수가 침루과정을 거쳐 지하수로 유입되는 일방향 구조를 갖고 있어 지하수위 상승 및 하강에 따른 토양수량, 침루량, 중간유출량 등 수문성분량의 변화를 고려할 수 없다. 따라서 본 연구에서는 지하수위 변화에 따른 토양수의 분포양상 변화를 고려할 수 있도록 토양수-지하수간의 연결 구조를 양방향으로 개선하여 두 영역간의 연결성을 강화하였다. 지하수위가 상승할 경우 토양대와 지하수대간의 중첩 영역이 생기게 되는데, 이 중첩 영역을 지하수대로 간주하여 영역 내 흐름거동이 지하수 유동 메커니즘을 따르는 토양수-지하수 결합루틴을 새롭게 제시하였다. 이 결합루틴은 지하수 상승, 하강에 따라 토양수대의 두께가 변하는 가변 토양층 방식(variable soil layer method)으로 계산을 수행할 수 있도록 코드를 구성하였다. 개선된 SWAT-MODLFOW 모형을 무심천 유역에 적용하여 토양수와 지하수간의 상호작용을 해석하고 하천저지대와 같이 지하수위 상승지역에서의 수문성분량의 분포를 보다 현실적으로 구현할 수 있음을 입증하였다.