• 제목/요약/키워드: SED2D model

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가뭄 극복을 위한 댐의 비활용용량 활용 방안 연구 (On Utilization of Inactive Storage in Dam during Drought Period)

  • 주홍준;김덕환;김정욱;배영혜;김형수
    • 한국습지학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.353-362
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    • 2018
  • 본 연구에서는 가뭄 극복을 위하여 댐의 비활용용량 구간에 있는 저수량의 활용을 제고할 수 있는 구조적인 방안을 마련하고자 한다. 댐에서의 비활용용량(inactive storage)은 비상용량(emergency storage)과 사수용량(dead storage)으로 구성되어 있으며, 비상용량은 가뭄과 같은 비상시에 활용가능 하도록 하고 있지만 사수용량은 퇴사가 진행되는 구간으로 가정하여 일반적으로 정상적인 이용이 불가능한 용량으로 정해져 있다. 그러나 본 연구에서는 극심한 가뭄시에 비상용량과 더불어 사수용량 일부를 활용할 수 있는 방안을 모색하였으며, 비상용량과 퇴사위(Sediment Level, SL) 위의 사수용량을 추가적으로 활용할 수 있다고 가정하였고, 이 구간을 '댐의 갈수용량'이라고 새롭게 명명하였다. 갈수용량의 산정을 위해서는 정확한 퇴사위 분석이 선행되어야하므로, 본 연구에서는 SMS의 RMA-2 및 SED-2D 모형을 이용하여 현재와 미래의 댐 저수지의 퇴사위를 산정하였으며, 추가 이용 가능한 용량을 고려한 뒤 최종적으로 갈수용량을 산정하였다. RMA-2 및 SED-2D 모형 구축을 위해 현재는 과거 관측 자료를 이용하였으며, 미래는 대표농도경로(Representative Concentration Pathways, RCP) 8.5 시나리오에 의해 미래 기후 인자를 예측하고 TANK 모형을 이용하여 댐 유입량을 결정한 뒤 미래 기간별 퇴사위를 예측하였다. 현재와 미래의 퇴사위를 바탕으로 갈수용량을 제시한 결과, 활용할 수 있는 갈수용량은 현재에 비해 감소되었으며 특히, 미래 기간이 진행될수록 활용할 수 있는 양이 점진적으로 감소하는 결과를 보였다. 이는, 기후 변화의 변동성이 증가하는 것에 기인하며, 미래에 활용할 수 있는 갈수용량의 증대를 위해 기후 적응 대책 및 퇴사량을 효율적으로 저감할 수 있는 연구가 추가로 필요할 것으로 판단된다.

수치모형을 이용한 저수지내 퇴사 거동에 관한 연구 (Analysis on Behavior of Sediment Deposition in a Reservoir using a Numerical model)

  • 임태환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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    • pp.888-892
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    • 2008
  • 저수지의 퇴사는 저수량을 감소시켜 수명을 단축시키고 저수피해를 가중시킴과 동시에 용수공급에도 지장을 초래하게 된다. 또한 자연하천에서 흐르던 유사는 댐이라는 수공구조물로 인해 흐름에 방해를 받으며, 홍수기 홍수조절을 위한 방류시 하류 하천의 하상변동에 영향을 미치게 된다. 100년을 내용수명으로 하는 다목적댐은 한번 건설되면 저수상태에서 장기간 유지관리를 필요로 하므로 저수지내 퇴사에 대한 예측은 설계 단계에서 부터 신중한 검토와 적용이 요구된다. 저수지내에서 유사의 퇴적으로 인한 하상변동은 유역내에서 유입되는 유사입자의 크기와 형상, 하천의 계절적 유량변화와 유사량 변화, 저수지의 형태와 크기, 그리고 저수지의 홍수기 방류량과 운영계획 등 상호 관련된 많은 요소에 의해 좌우된다. 따라서 합리적이고 효율적인 하천 및 저수지의 정비와 관리를 위해서는 적절한 수치모형을 이용한 저수지의 퇴사분포 예측과 퇴사량 예측이 필요하다. 본 연구에서는 홍수기간 저수지로 유입되는 홍수량을 대상으로 퇴사거동에 대한 변화를 알아보기 위해 2차원 수치모형인 SMS(Surface-Water Modeling System) 모형을 사용하였으며, 모형내에 내장되어 있는 RMA-2와 SED-2D에 대한 모형의 특성 사용법 입력자료를 분석하고 대상유역에 대한 기 조사된 하천 종 횡단 자료를 토대로 지형자료를 작성하여 기본계획 단계에 있는 김천시 부항다목적댐을 대상으로 100년 빈도 홍수량 유입시 공간적 퇴사거동 현상을 모의하였으며, 유속분포 퇴사의 공간적범위를 고려하여 저수지내 구조물 위치 선정 등에 미치는 영향을 연구하였다.

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저수지 장기운영을 위한 퇴적토사의 효율적 관리(2) - 저수지 퇴사분포 및 저감방안 (An Efficient Management of Sediment Deposit for Reservoir Long-Term Operation (2) - Sediment Distribution and Reduction Method in Reservoir)

  • 안재현;장수형;최원석;윤용남
    • 한국물환경학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.1094-1100
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    • 2006
  • In this study, the reservoir sediment reduction methods for long-term operation are proposed by the analysis of both sediment deposit characteristics and sediment reduction effect by each method. To that end, a flowchart for sediment analysis in reservoir is established and sediment deposit is simulated by SMS-SED2D model. The sediment reduction methods which are sediment passing (sluicing), flushing, trapping, bypassing and mechanical removal are used. From the simulation results, the effective method for sediment reduction is operation which is coupled by both sediment passing with sand gate and sediment trapping with debris dam. And If sediment flushing will be used once a year after 50 years, conservation storage can be secured until 100 years after dam construction.

하천식생 복원모형의 홍수위 분석과 하상변동 예측 (Flood Stage Analysis and Prediction of River Bed Change for Stream Corridor Restoration Model with River Vegetation)

  • 송중근;김병찬;이종석
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2009년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.437-441
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    • 2009
  • 현대사회는 하천에서부터 시작되었다고 할 정도로 우리 삶의 중심에 있는 자연의 중요한 일부라고 할 수 있다. 하천은 단순한 치수와 이수뿐만 아니라 다양한 자연 그대로의 환경적 잠재 기능을 복원하는 방향으로 전환되고 있다. 이러한 하천 복원의 필수적 요소는 식생이나 이것은 하천의 흐름저항을 크게 하여 홍수시 수위를 증가시키는 요인이 된다. 따라서 식생에 따른 조도계수의 변화와 흐름저항으로 인한 수리학적 특성을 이해하는 것은 하천복원에서 중요한 요소가 된다. 본 연구에서는 하천식생 복원모형에서의 홍수위 분석과 하상변동을 예측하고자 한다. 이를 위해 공주대교 상 하류 구간에 HEC-RAS와 RMA-2 모형을 적용하여 홍수위 분석을 실시함과 동시에 SED-2D 모형을 적용하여 하상변동을 예측하였다.

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Dust Radiative Transfer Model of Spectral Energy Distributions in Clumpy, Galactic Environments

  • 선광일
    • 천문학회보
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    • 제43권2호
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    • pp.52.2-52.2
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    • 2018
  • The shape of a galaxy's spectral energy distribution ranging from ultraviolet (UV) to infrared (IR) wavelengths provides crucial information about the underlying stellar populations, metal contents, and star-formation history. Therefore, analysis of the SED is the main means through which astronomers study distant galaxies. However, interstellar dust absorbs and scatters UV and optical light, re-emitting the absorbed energy in the mid-IR and Far-IR. I present the updated 3D Monte-Carlo radaitive transfer code MoCafe to compute the radiative transfer of stellar, dust emission through a dusty medium. The code calculates the emission expected from dust not only in pure thermal equilibrium state but also in non-thermal equilibrium state. The stochastic heating of very small dust grains and/or PAHs is calculated by solving the transition probability matrix equation between different vibrational, internal energy states. The calculation of stochastic heating is computationally expensive. A pilot study of radiative transfer models of SEDs in clumpy (turbulent), galactic environments, which has been successfully used to understand the Calzetti attenuation curves in Seon & Draine (2016), is also presented.

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C3Hf/Sed 마우스에 자연밭생한 섬유육종의 현미경적 종양을 이용한 방사선조사에 의한 종양치유에 관한 연구 (A Study on the Radiation Tumor Control of Microscopic Tumors of the C3Hf/Sed Mouse Spontaneuos Fibrosarcoma)

  • 하성환
    • Radiation Oncology Journal
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    • 제6권2호
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    • pp.151-154
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    • 1988
  • 악성종양 치유에 있어서 증식가능한 종양세포의 완전한 세포사 필요성 여부를 확인하기 위하여 C3Hf마우스의 섬유육종을 이용하여 실험을 시행하였다. $10^1$ 내지 $10^5$개의 종양세포를 근육에 이식한 후 3일 경과 후에 방사선조사를 시행하고 120일간 관찰하여 종양치유에 필요한 방사선량을 측정하였다. 평균 $50\%$에서 종양이 치유되는데 필요한 방사선량$(TCD_{50})$$10^1,\;10^2,\;10^3,\;10^4\;및\;10^5$개의 종양세포에 대하여 각각 14.8, 27.1, 42.4, 49.9 및 65.5Gy였다. 종양치유에 증식가능 종양세포의 완전한 세포사가 필요한 것으로 가정하여 이론적으로 계산한 수치는 각각 15.65, 28.50, 40.97, 53.41 및 65.85Gy로서 이론적 계산수치는 위의 실험결과와 거의 일치하였다. 따라서 최소한 본 실험에 사용한 종양모델에서는 종양치유를 위하여는 모든 증식 가능한 종양세포의 세포사가 필요함을 확인할 수 있었다.

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고도모사용 2 차목 초음속 디퓨져 시동특성에 영향을 미치는 파라미터에 관한 연구 (Investigation of the essential parameters governing starting characteristic in the second throat exhaust diffuser for high altitude simulation)

  • 박성현;박병훈;임지환;윤웅섭
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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    • pp.2642-2647
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    • 2008
  • Starting characteristics of the axi-symmetric supersonic exhaust diffuser(SED) with a second throat are numerically investigated. Main purpose of this study is to predict theoretical starting pressure of STED using 1-D normal shock theory and to present the range of optimum starting pressure through parametric study with essential design parameters of STED influencing on starting performance. Renolds-Average Navier-Stokes equations with a standard ${\kappa}-{\varepsilon}$ turbulence model incorporated with standard wall function are solved to simulate the diffusing evolutions of the nozzle plume. Minimum(optimum) starting pressure difference of $20{\sim}25%$ between 1-D theory and experimental evidences validated from previous results[5] is also applied to predict those in this system. The analysis results indicate that dominant parameters for diffuser starting in this system is diffuser expansion ratio($A_d/A_t$), which has optimum value 120 and second throat area ratio($A_d/A_{st}$), which has optimum range $3.3{\sim}3.5$.

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2차원 수치모형을 이용한 하천준설에 따른 교란하천의 적응과정 분석(감천을 중심으로) (A Study on Adaptive Process from River Dredging Using the 2D Numerical Model in the Gamcheon)

  • 윤라영;장창래
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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    • pp.801-805
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    • 2009
  • 하천의 골재는 도로, 항만, 주택건설 등 다양한 건설재료로 이용되어 왔으며 급속한 산업화와 더불어 국가건설사업, 지방자치단체의 수익사업으로 인해 골재 수요가 급격히 증가해 왔다. 그러나 체계적인 조사 및 연구가 없이 무분별하게 행해진 하천준설은 하상저하, 하천의 불안정, 하상의 장갑화 등 물리적 영향뿐만 아니라 주변 하천의 식생, 저서생물의 서식처 등 수서생태계의 파괴, 하천정화능력 저하, 교각의 노출 등 생물적 경제적인 측면에서 악영향을 미치고 있다. 본 연구에서는 하천준설사업이 꾸준히 진행 중에 있는 낙동강 유역의 감천을 연구대상지역으로 선정하여, 2차원 수치모형인 RMA-2를 이용하여 준설에 따른 동수역학적 흐름특성의 변화를 모의하고, SED2D를 이용하여 단기하상변동을 예측하였다. 지형자료는 수치지도 및 실측자료를 토대로 하여 구축하였으며, 준설 전 후의 하상변동을 모의해 비교 분석한 결과, 하도중심에서의 흐름특성은 준설전에 비해 수위가 평균 0.85 m 저하되었고, 하상은 평균 0.56 m 저하되었다. 대상유역의 수위와 유속은 준설전에 비해 준설후에 안정적인 특성을 나타냈다. 또한, 준설전 후 전반적으로 하상상승이 발생하였으며 이는 상류에서의 유사유입량이 많아 퇴적이 많이 일어난 것으로 판단되며, 준설후는 준설전에 비해 하류에서의 퇴적량이 적게 나타났으며 이는 준설구간에서의 퇴적으로 인해 하류 유사이송이 적게 일어난 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 하천준설에 따른 하천환경 및 물리적 영향을 최소화하고, 교란하천의 복원 및 관리 등에도 활용될 수 있을 것이다.

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홍수조절댐에서의 배사관 설치에 따른 상류 하천의 하상변동에 관한 수치모의 연구 (Numerical Analysis for Bed Changes in the Upstream Channel due to the Installation of Sediment Release Openings in the Flood Control Dam)

  • 지운;손광익;김문모
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제42권4호
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    • pp.319-329
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    • 2009
  • 홍수피해를 경감시키고 홍수조절을 목적으로 계획되는 홍수조절용댐의 경우 홍수 발생 기간 외에는 상류와 하류 하천간의 흐름 차단을 억제하고 상류로부터 유입되는 유사가 댐 상류 부분에 퇴적되는 현상을 방지하기 위해 댐에 상시 개방되어 있는 배사관을 설치하기도 한다. 국내에서는 임진강 유역의 홍수피해 저감을 위해 건설되는 한탄강홍수조절댐에 배사관과 생태통로를 설치하도록 계획되었다. 본 연구에서는 1차원 HEC-6 모형을 이용하여 한탄강홍수조절댐 건설로 인한 댐 상류의 퇴사현상을 댐 건설 전의 현상과 비교 분석하였으며 연평균유량 조건뿐만 아니라 연간 유량변동을 고려한 대표유량수문곡선을 적용하여 퇴사현상을 모의하였다. 수치모의 결과, 댐 건설로 인한 하류단 수위 변화가 발생하더라도 하상변동의 영향은 댐에서 상류 2 km 구간을 넘지 않는 것으로 나타났다. 또한 댐 건설 후 배사관의 설치 유무에 따른 배사관 주변과 댐 상류 하상 변화를 예측하기 위해 2차원 RMA2 및 SED2D 모형을 이용하였으며 한탄강홍수조절용댐의 댐 저부에 설치된 배사관의 배사효과는 저수지 내의 퇴적고를 저감시키는 효과가 있는 것으로 나타났다.

배사구 유입부 흐름 및 하상변동 수치모의를 위한 매개변수 검정 및 민감도 분석에 관한 연구 (Parameter Calibration and Sensitivity Analysis for Numerical Modeling of Flow and Bed Changes near the Opening Gate for Sediment Release)

  • 장은경;임종철;지운;여운광
    • 한국환경과학회지
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    • 제20권9호
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    • pp.1151-1163
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    • 2011
  • The bed change analysis near the opening gate of a dam or weir to release deposited sediments have been conducted mostly using the numerical models. However, the use of unverified input parameters in the numerical model is able to produce the different results with natural and real conditions. Also, the bed changes near the opening gate of a dam or weir calculated with a numerical model could be varied depending on the geometry extent included the downstream area with supercritical flow in the model. In addition, the different time steps could provide different results in the bed change calculation, even though other conditions such as input parameters, geometries, and total simulation time were same. Therefore, in this study, hydraulic experiments were performed to validate the eddy viscosity coefficient which is the one of important input parameters in the RMA2 model and relevant to variation of simulation results. The bed changes were calculated using the SED2D model based on flow results calculated in the RMA2 model with the verified and selected eddy viscosity coefficient and also compared with experimental results. The bed changes near the opening gate were underestimated in the numerical model comparing with experimental results except only the numerical case without the modeling section of sediment release pipe and downstream area where the supercritical flow was produced. For the simulation of minimum time steps, different shapes of scour hole were produced in numerical and physical modeling.