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Optimal parameter derivation for Muskingum method in consideration of lateral inflow and travel time KCI 등재

측방유입유량 및 유하시간을 고려한 Muskingum 최적 매개변수 도출

  • 언어KOR
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한국수자원학회 논문집 (Journal of Korea Water Resources Association)
한국수자원학회 (Korea Water Resources Association)
초록

하도홍수추적 방법에서 많이 사용되고 있는 Muskingum 방법의 가장 중요한 매개변수는 저류상수와 가중인자이다. Muskingum 방법은 상류 유입지점에서 하류 유출지점까지 측방유입량이 고려되지 않지만, 실제 유역에는 강우로 인하여 측방유입유량이 발생한다. 이로 인해 상하류 실측 자료를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 것이 매우 어려운 상황이다. 이에 본 연구는 HEC-RAS 1차원 부정류 해석모형을 이용한 수리학 적 홍수추적을 통해 측방유입유량이 제외된 상태에서의 하도에서 전파되는 유량을 산정하였고, 이를 이용하여 저류상수 및 가중인자를 산정하는 방법을 제시하였다. 이와 함께 저류상수가 유하시간과 관계있음을 감안하여 국내 하천기본계획 수립 시 사용되는 유하시간 경험 공식들을 저류상수로 적용한 결과를 비교 분석하였다. 마지막으로 유량이 고려된 유하시간 산정식을 개발하고, 유입량의 변화에 맞춰 유하시간을 업데이트하여 모의를 수행하는 방법을 제시하였다. 유량을 고려한 유하시간을 저류상수로 적용한 경우, 유량의 상승 및 하강 과정, 첨두 유량, 그리고 첨두 시간에 대해서 잘 모의하는 것으로 분석되었다.

The most important parameters of the Muskingum method, widely used in hydrologic river routing, are the storage coefficient and the weighting factor. The Muskingum method does not consider the lateral inflow from the upstream to the downstream, but the lateral inflow actually occurs due to the rainfall on the watershed. As a result, it is very difficult to estimate the storage coefficient and the weighting factor by using the actual data of upstream and downstream. In this study, the flow without the lateral inflow was calculated from the river flow through the hydraulic flood routing by using the HEC-RAS one-dimensional unsteady flow model, and the method of the storage coefficient and the weighting factor calculation is presented. Considering that the storage coefficient relates to the travel time, the empirical travel time formulas used in the establishment of the domestic river basin plan were applied as the storage coefficient, and the simulation results were compared and analyzed. Finally, we have developed a formula for calculating the travel time considering the flow rate, and proposed a method to perform flood routing by updating the travel time according to the inflow change. The rise and fall process of the flow rate, the peak flow rate, and the peak time are well simulated when the travel time in consideration of the flow rate is applied as the storage coefficient.

목차
Abstract
 요 지
 1. 서 론
 2. 하도 홍수추적
  2.1 Muskingum 기본 이론
  2.2 측방유입유량의 영향
  2.3 2.3 저류량 관계식을 이용한 X및 K의 산정
  2.4 유하시간을 이용한 K의 적용
  2.5 유량이 고려된 유하시간을 이용한 K의 적용
 3. 결 론
 감사의 글
 References
저자
  • Kim, Sang Ho(Department of Civil Engineering, Sangji University, 상지대학교 이공과대학 건설시스템공학과) | 김상호
  • Kim, Ji-sung(Hydro Science and Engineering Research Institute, Korea Institute of Civil engineering and building Technology, 한국건설기술연구원 수자원․ 하천연구소) | 김지성
  • Lee, Chang Hee(Department of Renewable Energy Resources, Jungwon University, 중원대학교 이공대학 신재생에너지자원학과) | 이창희 Corresponding Author