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Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2014;14(3):329-340.
Published online June 30, 2014.
홍수기 다기능보 운영을 고려한 수리학적 모형 개발
이재영, 김기영, 신동훈
Development of Hydraulic Model to Enable the Simulation for Operation Rule of Multi-function Weir during the Flood Season
Jae Young Lee, Ki Young Kim, Dong Hoon Shin
Abstract
An advanced hydraulic model was developed by improving the numerical implementation of internal boundary condition and the prediction of scour depth to analyse hydraulic effects in operation of multi-function weir during the flooding season. The proposed model calculates overflow at fixed weir and gate discharge controlled by movable weir depending on the computed water stages on the upstream and downstream reach compared to conventional model applying internal boundary condition specified as prescribed stage or rating curve. In addition, it can predict time-dependent scour depth considering soil properties under unsteady state in order to investigate the hydraulic effects on bridge structure located downstream. A historical flood event was applied to demonstrate the verification of the model as simulation results were compared with observations on monitoring station. It was shown that the prediction of water stages, gate discharges, and scour depth enable gate operation rule to minimize the effect of flood stage rising by movable weir and scour depth development by fixed weir.
Key Words: Multi-function weir; Internal boundary condition; Gate operation rule; Scour depth
요지
홍수기 다기능보 운영에 따른 수리학적 영향을 검토하기 위해 내부경계조건 처리 및 세굴심 예측을 개선한 수리학적 모형을 개발하였다. 관측수위나 수위-유량관계곡선 설정을 통한 내부경계조건을 채택하고 있는 기존 범용모형에 비해 조절구조물 상하류의 다양한 계산수위 조건을 고려하여 고정보의 월류량과 가동보의 방류량을 계산할 수 있도록 하였으며 하류부 구조물에 미치는 영향을 분석하고자 하상재료의 토양특성치를 반영한 부정류 상태의 시간별 단기세굴심 변화를 예측하였다. 모형의 적용성을 검증하기 위해 기왕의 홍수사상을 적용하여 다기능보 운영에 따른 보 상하류 주요지점의 홍수위 변화와 다기능보의 방류량을 모의한 결과, 관측치를 잘 재현하고 있음을 확인하였다. 다기능보의 다양한 운영조건에 대하여 모의한 결과, 가동보에 의한 수위상승 효과와 고정보에 의한 세굴심 상승효과가 나타났다. 이를 통해 홍수기 가동보의 운영룰에 따라 상하류 홍수위 상승과 하류부 세굴심 발생을 최소화시키는 것이 가능함을 알 수 있었다.
핵심용어: 다기능보; 내부경계조건; 수문운영룰; 세굴심


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