• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.125-133
• /
• 2010

In general, curved bends raises a risk of overtopping due to floods and also threatens a bank safety due to a local flow concentration. This study aims to test the applicability of CCHE2D model for experimental flumes with two different types of bends and then investigate flow characteristics in the sharply-curved bend of a natural channel. The results demonstrated that the percent error of water level was within 4.9% for experimental flume applications and the simulated spatial distribution of velocity matched the observed results very closely. The calibrated model based on the experimental flumes was also applied to analyze the flow characteristics in natural channel bends of the Daeyu reach, located in a downstream of the Youngdam Dam. The results showed that in upstream, the simulated water level by the CCHED was observed at 1.5 m higher than the 1-D numerical model (HEC-RAS) result since the HEC-RAS could not represent the bend geometry effect on streamflow. However, the calculated results by several empirical formula support that the CCHE2D is suitable for the super elevation simulation as well as flood stage and velocity in a natural channel bend.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
• /
• v.36 no.2
• /
• pp.219-229
• /
• 2016

This study presents the analysis of flood and bed deformation caused by reservoir failure. The CCHE1D is used to simulate 1D non-uniform, non-equilibrium sediment transport and bed deformation. The CCHE1D deals with the adaptation length for non-equilibrium sediment, classified sediment particle for non-uniform sediment and mixing layer for the exchange with the sediment moving with the flow. The model is applied to Ha!Ha! river basin where was experienced reservoir failure in 1996 to analyze non-uniform and non-equilibrium sediment transport. The calculations are compared with morphological bed changes of pre- and post-flood. In addition, model sensitivity to main parameters involving adaptation length ($L_{s,b}$), non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$), mixing layer thickness (${\delta}_m$) and porosity (p') is analyzed. The results indicates that thalweg change is the most sensitive to non-equilibrium coefficient (${\alpha}_s$) among those parameters in the study area.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2010.05a
• /
• pp.694-698
• /
• 2010

하천의 만곡부에서는 유량에 따라 흐름특성이 달라지고, 하도의 변화가 끊임없이 일어난다. 만곡부의 흐름변화 현상을 파악하기위해 정형화된 하도를 가정하여 개수로 실험을 하거나 수치모형을 이용하여 연구하고 있다. 하지만 실제 자연 하천에 적용한 사례는 많지 않은 실정이다. 본 연구에서는 만곡 자연하천에 대한 흐름특성을 분석하기위해 2차원 수치모의 모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 평창강 본류 청령포 만곡부를 모의하였다. 평창강의 계획빈도인 50년, 100년 및 200년 빈도별 확률 홍수량을 적용하여 대상하천을 분석하였다. 모의 결과 유속분포는 만곡부 외측보다 내측에서 유속이 빠르게 나타나며, 최대 유속선은 최단거리에 근접하는 것을 볼 수 있었다. 만곡부 외측에서는 흐름분리가 발생하였으며 와류의 발생을 볼 수 있었다. 또한 홍수시 청령포의 요곡사주부분이 침수되어 침식을 예상할 수 있었다. 본 연구에서는 기존의 개수로 실험 연구와 비교하여 만곡부에 적용 시 불안정한 해석과 계산 결과를 산정하는 2차원 수치모형의 실제 하천에 적용성을 검증하였고, 평창강의 빈도별 홍수량을 모의하여 비교 분석함으로써 홍수시 사행하천의 흐름특성과 침식에 대한 기초자료를 제시하였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.46 no.7
• /
• pp.707-717
• /
• 2013

Channel-bed of erosion and sedimentation, where eroded bed and bank materials re-deposit through the action of flow, is a natural phenomenon in alluvial systems. Analysis using a numerical model is important to understand the sediment transport mechanism associated with erosion and sedimentation near weirs and other hydraulic structures within riverine systems. The local riverbed change near a hydraulic structure (Changnyong-Haman multi-function weir in Nakdong river) has been analyzed in order to examine the effect of hydraulic structure on local bed change. A 2D numerical model (CCHE-2D) has been implemented to simulate the sedimentation and erosion over a reach (10 km) including the weir. For the calibration and verification of the model, the rainfall data from a real event (Typoon 'Maemi' in 2003) has been used for flow and stage simulation. And the simulated results show a good agreement with the observed data for whole domain. From the result, it was found that the installation and operation of weir can aggravate the local bed change caused from the flow field change and resulting redistribution of sediment.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.678-682
• /
• 2009

하천의 합류부에서는 홍수시 침수피해가 빈번하게 발생 하거나 하안침식, 강턱붕괴, 하천의 장갑화 등의 악영향이 발생하는데, 이러한 현상의 원인 규명을 위해 본류와 지류의 유량비에 의해 혹은 지류의 유입각에 의해 다양한 흐름 특성을 가정하고 개수로 장치를 이용하거나 수치모형 실험을 통하여 연구되고 있다. 본 연구에서는 미시시피 대학 연구기관인 NCCHE(Natioanl Center for Computational Hydroscience an Engineering)에서 개발한 CCHE2D 2차원 수치모형을 이용하여, 개수로 합류부에서 흐름 및 하상변동 특성을 분석하였다. 수치모의 결과는 "Experiments on Flow at a $90^{\circ}$ Open-Channel Junction", Journal of Hydraulic Engineering, May 2001, Vol. 127, No. 5, 340-350.에 기재되었던 논문의 실내실험 결과와 비교분석하였으며, 유속의 분포는 $0.01{\sim}1.0$ m정도로 개수로 관측치와 비교적 유사하게 모의 되었다. 또한 하상 변동 모의 결과 Biron 등(1996)이 제안한 합류부에서 6구역의 흐름 정의도와 대체적으로 유사하게 모의 되었으며, 최대 유속 구간에서 $-0.2m{\sim}0.03m$의 침식이 발생하고, 정체 구간과 분리구간에서 $0.01{\sim}0.02m$의 퇴적이 발생하였다. 본 연구의 결과는 하천의 물리적 특성을 파악하고 하천공사나 수리구조물 설계의 기초 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.210-210
• /
• 2011

자연 상태의 하천은 대부분 다수의 지류가 본류로 유입되는 복잡한 하천형태를 보이고 있다. 두 개의 수로가 합쳐지는 합류부에서의 수리특성은 홍수 시 제방붕괴나 범람 등의 피해에 직접적인 영향을 주고 있다. 특히 지류와 본류의 유량비가 급격히 변하거나, 지류의 접근 각도에 따른 유속차이로 인해 생기는 합류부 정체구간의 특징이 매우 복잡하기 때문에 세심한 검토가 필요하다. 본 연구에서는 본류와 지류의 유량비와 지류의 유입각도에 따라 발생하는 합류부의 흐름특성을 살펴보기 위해 CCHE2D 모형을 이용하여 수위, 유속 변화를 분석하고자 하였다. 이를 위해 지류의 유입량은 본류의 10%, 20%, 30%, 40%, 50%로 변화를 주었으며, 지류의 합류 각도를 $45^{\circ}$, $90^{\circ}$, $135^{\circ}$로 변화를 주었다. 이와 같은 합류부에서 발생 가능한 수리특성의 분석 결과는 집중호우로 인한 하천의 재해방지에 기여할 것으로 기대한다. 이와 같은 합류부에서의 수리학적 특성을 살펴보기 위해 본 연구에서는 가상하도로 이루어진 합류부에 대해 2차원 수치해석 모형을 적용하여 본류와 지류의 유입각도와 유량비에 따라 발생 가능한 본류와 지류의 흐름특성을 분석하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
• /
• 2011.05a
• /
• pp.280-284
• /
• 2011

본 연구에서는 한강의 제1지류인 홍제천 수계에 포함된 불광천 유역을 대상으로 도시지역 침수모의를 수행하였다. 1차원 모형인 HEC-GeoRAS를 이용하여 외수침수에 대한 모의를 수행하였고, 2차원 모형인 CCHE2D를 이용하여 외수침수와 내 외수침수에 대해 모의를 수행하여 비교하였다. SWMM을 이용하여 확률 홍수량과 유출량을 산정한 후, HEC-GeoRAS를 이용하여 50년, 100년, 200년 빈도의 홍수량에 대한 침수지역 및 침수심을 구하였다. 외수침수와 내 외수침수를 각각 수행하여 빈도별 홍수량에 따른 침수지역 및 침수심을 구하였다. 두 모형을 이용한 1차원 및 2차원 해석결과를 바탕으로 기법별 침수면적 및 침수심을 비교한 결과 HEC-GeoRAS가 CCHE2D보다 과다 산정되는 것을 확인할 수 있었다. CCHE2D 모형을 이용한 외수침수모의와 내 외수침수모의를 비교했을 때 침수면적은 높은 빈도에서 최소 1.03배로 큰 차이가 없었으나 낮은 빈도에서 6.85배로 큰 차이가 발생하며, 침수심은 최소 1.01배, 최대 1.28배로 큰 차이가 없었다. 이는 내수침수가 침수면적 산정에 큰 영향을 미치며, 침수지역을 결정하는데 높은 빈도에서는 제방을 월류한 유량이 크게 영향을 미치고, 낮은 빈도에서는 맨홀을 월류한 유량이 크게 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Journal of Korea Water Resources Association
• /
• v.44 no.1
• /
• pp.31-40
• /
• 2011

In this study, the methods of sedimentation reduction for the estuary barrage were analyzed using the CCHE2D bed change model. Especially, the effectiveness of sediment dredging currently applied in the field was evaluated quantitatively and also the channel contraction method which is a substitute method was analyzed for the Nakdong River Estuary Barrage (NREB). The numerical model was calibrated and validated for the sediment transport equations and transport modes. In the NREB case, the Ackers and White formula and bed load type was the most similar to the field condition. As a results of the dredging simulation, there was the sedimentation reduction effect of 0.2 m in the bed changes. Furthermore, the analysis result of the channel contraction method represented that the sedimentation reduction effects of the average 0.4 m and the maximum 2.0 m were produced.

• Journal of Wetlands Research
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.181-192
• /
• 2017

Analysis using a numerical model is important to understand the sediment transport mechanism associated with erosion and sedimentation near weirs and other hydraulic structures within riverine systems. The local riverbed change near a hydraulic structure (Gangjeong-Goryong multi-function weir in the Nakdong river) was analyzed in order to examine the effect of hydraulic structures on local bed change. A 2D numerical model (CCHE-2D) was employed to simulate the sedimentation and erosion over a reach (25 km) including the weir. For the calibration and verification of the model, rainfall data from a real event (Typoon 'Ewiniar' in 2006) were used for flow and stage simulation. And the simulated results show a good agreement with the observed data for the whole domain. From the result, it was found that the installation and operation of the weir could aggravate bed changes by typhoon between movable weirs, and which resulted in redistribution of sediment.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.29 no.6
• /
• pp.813-824
• /
• 2013

In this study, sediment pass-through (SPT) from the Sangju Weir and Gumi Weir in the Nakdong River is analyzed numerically using CCHE2D. Sediment delivery is analyzed to predict the sediment discharge rate in the Sangju Weir and Gumi Weir. The sediment discharge from the Sanju Weir is 4,381 tons in the inflow of $3,857m^3/s$, which are 2 year frequency discharge, for 48 hours, and the sediment discharge is 2,766 tons in the inflow of $1,500m^3/s$. The maximum sediment delivery occurs in the immediate downstream of the weir. The sediment discharge from the Gumi Weir is 3,216 tons in the inflow of $5,400m^3/s$, which are 2 year frequency discharge, for 48 hours, and the sediment discharge is 73 tons in the inflow of $3,857m^3/s$. The maximum sediment delivery occurs in the weir. Therefore, the effectiveness of sediment delivery is high in the condition of the 2 year frequency discharge and the gate in the weirs fully are opened.