• Title/Summary/Keyword: 유효수심

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A depth-integrated numerical model considering the secondary flows in the channel bend (만곡부 이차류 특성을 고려한 수심 적분된 2차원 수치모형)

  • Kim, Tae-Beom;Choi, Byung-Woong;Choi, Sung-Uk
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.555-559
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    • 2009
  • 난류응력은 순간속도성분을 시간평균성분과 편차성분의 합으로 보고 Navier-Stokes 방정식으로부터 Reynolds 방정식을 유도할 때 나타나게 된다. Reynolds 방정식으로부터 수심 적분된 천수방정식을 유도하는 과정에서 시간 평균된 유속성분을 수심 적분된 유속성분과 편차성분의 합으로 본다면, 분산응력 (dispersion stress)이라고 하는 추가적인 새로운 항이 잔류하게 된다. 점성응력, 난류응력, 그리고 분산응력을 통칭하여 유효응력 (effective stress)이라고 한다. 일반적으로 수심에 비해 수로 폭이 넓은 개수로에서는 유효응력이 흐름특성의 수치 근사해에 큰 영향을 미치지 못한다고 가정하여 2차원 수심적분 모형에서 유효응력을 생략하기도 한다. 또한 유효응력을 적용하더라도, 점성응력이 난류응력에 비해 무시할 만큼 작다고 가정하여 난류응력만을 적용하며, 분산응력은 무시된다. 하지만 만곡부에서는 원심력과 편수위로 인한 횡방향 압력의 불균형이 발생하기 때문에, 만곡부의 이차류가 발생되며, 유속의 연직방향 분포도 일정하지 않게 된다. 따라서 본 연구의 목적은 만곡부의 이차류 특성을 수심적분 2차원 모형에 반영하기 위해 분산응력을 고려한 모형의 개발 및 검증이다. 불규칙한 모의영역을 원활히 나타낼 수 있도록 곡선좌표계를 사용하는 여타 모형들과 달리 유한유소법을 이용하여 수치해를 구하며, 따라서 x, y 좌표축을 사용하는 데카르트 좌표계를 사용하여 지배방정식을 나타낸다. 분산응력의 유 무에 따른 수치결과를 Rozovskii의 $180^{\circ}$ 만곡수로 실내실험 자료와 비교하여 개발 모형을 검증한다.

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Water Quality Management of Agricultural Reservoirs Considering Effective Water Depth (농업용 저수지의 유효수심과 수질관리방안)

  • Kim, Hyung-Joong;Kim, Ho-Il
    • KCID journal
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    • v.17 no.2
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    • pp.95-104
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    • 2010
  • Water quality data for 10 years (2000~2009) from about 826 reservoirs that are operated as a agricultural water quality survey network were analyzed in order to seek water quality management plan based on physical and chemical characteristics of agricultural reservoirs. The 95% reservoirs that exceed agricultural water quality standard of Chl-a (35mg/ $m^3$) had effective water depth shallower than 5m. The reason was that the reservoirs had more inflows of nutrient salts from the watershed, bigger surface water area of weak structure to algae occurrence. As the reservoirs of effective water depth shallower than 5m cover 49% of benefited area for irrigation, it is critical for agricultural water quality management of the reservoirs. The water quality of reservoir with shallower than 5m effective water depth was worse than reservoir with deeper than 5m effective water depth. Therefore, it is desirable that effective water depth of reservoirs make more than 5m for water quality management by building the bank higher and dredging the bottom of reservoirs.

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Physical characteristics of agricultural reservoir in korea (국내 농업용 저수지의 물리적 특성)

  • Choi, Sunhwa;Lee, Jinkyung;Ye, Hanhee
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2015.05a
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    • pp.544-544
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    • 2015
  • 국내에는 17,500여개의 농업용 저수지가 전국적으로 분포하고 있으며, 이들 저수지는 인공호소이다. 농업용 저수지의 총 유효저수량은 2,838백만$m^3$에 달하고 있으며, 전체 수리답의 약 76%에 해당하는 593천ha의 농경지에 물을 관개하고 있다(2013농업생산기반통계연보). 최근 농어촌지역의 도농복합형태 개발 및 관광지, 유원지화로 농업용 저수지 유역의 오염원이 지속적으로 증가하는 추세에 있으며, 이로 인해 농업용수 수질이 지속적으로 악화되고 있다. 특히, 늦봄에서 초가을까지 외기온도 상승 및 저수율 저하와 함께 부영양화 증가, 녹조 대발생 등으로 수질오염도가 급상승하고 있으며, 이로 인해 호 내 물고기 폐사, 악취발생 등으로 민원이 다수 발생하고 있다. 본 연구에서는 농업용 저수지의 물리적 특성을 분석하여 농업용 저수지 수질개선을 위한 기초자료로 활용하고자 하였다. 농업용 저수지 17,489개소를 수혜면적별로 분류해 보면 5ha이하가 7,808개소(44.7%), 5~10ha이하 4,277개소(24.5%), 10~20ha 2,772개소(15.9%), 20~30ha 797개소(4.6%), 30~40ha 385개소(2.2%), 40~50ha 238개소(1.4%), 50ha이상 1,201개소(6.9%)로 구성되어 있어 50ha이하가 전체의 93.1%에 이르고 있다. 유효저수량별 분포현황은 10천$m^3$이하가 7,996개소(45.7%), 10~50천$m^3$ 6,420개소(36.7%), 50~100천$m^3$ 1,003개소(5.7%), 100~300천$m^3$ 868개소(5.0%)로 전체 시설 중 50천$m^3$이하가 전체 저수지의 82.4%로 대부분이 소규모 저수지임을 알 수 있다. 농업용 저수지를 유효수심별로 구분해보면 1m이하가 전체의 26.6%, 3m이하가 전체의 77.1%, 5m이하가 전체의 91.1%로 국내 대부분의 저수지들은 수심이 5m 이하의 저류지 형태의 저수지임을 알 수 있다. 저수지를 유역배율(유역면적/만수면적)에 따라 구분해보면 유역배율 3이하가 전체의 1.2%이고, 5이상이 전체의 97.4%를 차지하고 있다. 일반적으로 유역배율이 3이상이면 부영양화에 취약한 호소로 분류되고 있다. 국내 농업용 저수지는 대부분이 수심이 낮고, 유효저수량이 소규모이며, 유역배율이 3이상인 호소가 대부분으로 태생적으로 수질오염 및 부영양화에 취약한 구조로 되어 있음을 알 수 있다. 농업용 저수지 수질개선을 위한 종합계획 수립시에는 유입수 및 호내 대책과 함께 호소의 물리적 조건을 개선시키는 방안에 대해서도 검토가 요구된다. 특히 저수지 신규 설치시에는 수량관리 뿐만 아니라 수질도 함께 고려된 물리적 인자에 대한 설계가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

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High Frequency Approximation for Earthquake-Induced Hydrodynamic Loads in Rigid Stroage Tank (고주파수 근사해를 적용한 유체저장탱크에 작용하는 지진하중 산정)

  • 류정선;양우식
    • Journal of the Earthquake Engineering Society of Korea
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    • v.3 no.2
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    • pp.1-8
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    • 1999
  • The present paper describes an approximation for estimation of earthquake-induced hydrodynamic loads in rigid storage tank which accelerated in horizontal direction. The storage tank is vertically cylindrical, and the sectional shape may be circular, rectangular or irregular. The solution for harmonic excitation is studied based on velocity potential theory, and then the time domain solution for earthquake is obtained by using design response spectrum. As a result, earthquake load is influenced primarily by the inertia force of high frequency effective mass of the storage tank, responding to the characteristics of design response spectrum, tank sectional shape, and the ratio of tank base length to depth. Earthquake-induced hydrodynamic loads in rigid storage tank can be effectively obtained by using the high frequency approximation method in case of quite large, or small ratio of the tank base length to water depth.

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Analysis of Effective Discharge for Hydraulic, Geomorphological Characteristics to Rivers with High Coefficients of River Regime (하상계수가 큰 하천의 수리적, 지형학적 특성에 따른 유효유량 분석)

  • Jang, Eun-Kyung;Kwon, Yong-Sung;Kim, Nam-Il;Ji, Un
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2011.05a
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    • pp.409-413
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    • 2011
  • 유효유량이란 수년에 걸쳐 연 유사량의 대부분을 이동시키는 유량으로 정의되며 유량-빈도분포곡선과 유사량 곡선을 이용하여 산정된다. 유효유량은 하도를 설계하거나 기존 하도의 안정성을 평가하는데 있어 기준유량이 될 수 있는 필수적인 요소이지만, 현재 국내의 경우 이에 대한 분석이 충분히 수행되지 않아 특정한 패턴을 도출하기 힘든 실정이다. 특히 우리나라의 하천은 연강수량의 약 70%가 여름철에 집중되는 기후적 특성의 영향으로 하상계수가 미국과 유럽에 비해 10에서 25배 크게 나타나 외국사례를 국내에 적용하는데 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 구하도복원이 계획 또는 진행되어 유효유량 산정이 필수적이며 하상계수가 매우 큰 만경강, 청미천, 함평천을 대상하천으로 선정하여 유효 유량을 산정하고 수리적, 지형학적 특성과의 연관성을 분석하고자 한다. 유효유량을 계산하는 데 있어 가장 큰 영향을 미치는 요소는 유량빈도 간격 수와 유량빈도 간격의 설정이다. 따라서 본 연구에서는 유효유량 산정을 위한 유량 간격으로 산술등간격(Arithmeic Bin)과 로그간격(Logarithmic Bin)을 모두 사용하였으며 각각 간격수가 25개, 50개, 100개인 경우에 대해 유효유량을 계산하여 비교하였다. 산술등간격과 로그간격을 사용한 유효유량 산정결과 중 최대, 최소값을 제외한 나머지의 평균값을 각 대상하천의 유효유량으로 선정하였다. 수리적, 지형학적 특성에 따른 대상하천 분석 결과 하상계수가 클수록 유효유량이 크게 산정되는 것으로 나타났으며 하상 경사, 하상토의 중앙입경 크기와 비례하는 것으로 나타났다. 반면에 수심-하폭비와 사행도의 경우 유효유량과 반비례하는 것으로 나타났다.

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Real-Time Variation of Water Quality with Water Depth in the Han River during the Spring Season (춘계 한강 수질의 실시간 수심별 변동특성)

  • Jung, Jin-Hong;Lim, Hyun-Man;Yoon, Young H.;Park, Jae-Roh;Kim, Weon-Jae
    • Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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    • v.38 no.4
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    • pp.184-192
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    • 2016
  • A profiling monitoring system has been developed to monitor the water quality variations according to each water depth and applied for a test-bed. The key parameters were derived to disclose the aquatic ecology and environment of river systems, and the real-time monitoring techniques to profile the variations of each parameter were verified. Monitoring parameters were configured to include water quality, hydrodynamic, and weather conditions. Considering the water depth of the 4 major rivers in Korea, a profiling monitoring system with 1.0 m water depth interval for each monitoring has been established. To understand the real-time variation properties in the Han river, the monitoring system has been installed and operated at the YangHwa-Dock as a test-bed. Based on the results of the detailed analyses on the spring season, as the characteristic diurnal and water-depth-related variations for water temperature, pH, dissolved oxygen (DO), and chlorophyll-a were observed, it could be concluded that the real-time water-depth profiling monitoring system is a very effective tool for the proper management of river environment.

Investigation on the Variation of Ocean Waves passing through Shallow Waters (낮은 수심을 통과하는 해양파의 변화에 대한 연구)

  • Seok, Woochan;Won, Younsang
    • Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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    • v.28 no.1
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    • pp.161-167
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    • 2022
  • Ocean waves passing through the underwater bar at a shallow depth experience a shoaling effect caused by decreasing water depth, a nonlinear interaction therein owing to steepening wave slope, and a wave dispersion effect as the water depth increases again. Because this problem includes many complicated phenomena, it is used as a good example of validating a theoretical development or a CFD method for ocean wave applications. Validation is performed mainly for regular waves by comparing the wave elevation patterns in the time domain with the experimental results. In this study, the spectral evolution of wave spectrum is investigated in the frequency domain when a CFD method such as OpenFOAM is applied for this problem. In particular, the effects of initial phase conditions as well as the nonlinear interaction among harmonic waves are studied.

3D modelling shape embodiment and efficiency analysis of reservoir that using RTK-GPS and E/S (RTK-GPS와 E/S를 이용한 저수지의 3D 모델링 형상 구현과 효율성 분석)

  • 김용석;박운용;홍순헌;박창하
    • Proceedings of the Korean Society of Surveying, Geodesy, Photogrammetry, and Cartography Conference
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    • 2004.04a
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    • pp.151-156
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    • 2004
  • 현재 전국에 산재해 있는 많은 소규모의 저수지들은 현재까지 관리 상태나 실지 내용적에 대한 정확한 자료가 모두 구비되어있지 못한 실정이다. 본 연구에서는 행정구역상 저수지가 많이 분포되어있는 영남권의 경주시 73개 소규모 저수지 가운데 23개소를 선정하여 실험을 하였다. RKT-GPS를 이용하여 5초마다 데이터를 취득하였고, E/S를 이용하여 1초 간격으로 수심에 대한 값과 TS를 이용하여 현황 측량을 실시하였다. 이렇게 취득된 자료를 가지고 3D 모델링을 하여본 결과 15개소(약 65%)의 저수지가 양호한 상태였음을 알 수 있었고, 과거자료와의 비교ㆍ분석을 통하여 현재 저수지 상태에 대한 정확한 내용적을 알 수 있었다. 또한 23개소 저수지의 만수면적과 유효저수량을 분석한 결과 만수면적은 20.63%, 유효저수량은 3.34 %만큼 줄어들었음을 알 수 있었다. 이를 통하여 현재 저수지 상태에 대한 분석과 관리 방향에 대한 방법에 대하여 기여하고자 한다.

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The Study on A Quantification for Warnning Criteria Investigation of Automated Rainfall Warning System (자동우량경보시설 경보발령기준 정량화에 관한 연구)

  • Choo, Tai-Ho;Jeong, In-Ju;Kim, Kyu-Hyeon;Kim, Eun-Soo
    • Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.232-236
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    • 2012
  • 본 연구에서는 산간계곡의 경보발령기준의 고도화를 위하여 Clark 유출모형에 의한 단위도를 산정하고 연구대상유역의 강우패턴을 분석하여 강우분포를 적용하였다. 강우량적용에 있어서 유효우량을 산정해야 하며 유효우량 산정시 유출곡선지수(CN)를 산정하여 적용해야 하는데 발령기준우량을 산정하는데 CN값 등의 관계매개변수에 민감하게 반응하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 유역특성에 따른 경보발령기준우량과 CN값의 민감도를 분석하여 자동우량경보시설 경보발령기준우량을 결정하는 신뢰도를 향상시켜 소음에 대한 피해를 줄이고 인명피해를 예방하는데 도움을 주고자 한다. 또한 경보발령기준우량을 산정하기 위한 정량적인 방법을 제시하므로서 지역특성에 맞는 경보발령기준우량을 결정하는데 수문학적 매개변수를 제시하였다.

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