본 연구는 단면변화를 고려한 수위-단면적 변화 및 평 균 유속-단면적 간의 상관관계를 분석하여 유량 산정 및 하천관리에 활용하고자 하였다. 수위에 따른 단면적 변화 는 SB-A 지점은 1.0 m, 1.9 m, SB-C 지점은 0.6 m, 1.8 m, CL-A 지점은 1.0 m, 1.8 m, OS-A 지점은 0.6 m, 2.0m에서 발생되었다. 이 중 첫 번째 변화는 평∙저수기에 해당되 고, 두 번째 변화는 홍수기 및 하천 좌∙우 안에 인위적 ∙자연적으로 형성된 둔치 등으로 판단된다. 수위-단면적 변화에 따른 관계식의 기울기는 지수형 0.5539~1.9013, 선형 9.040~52.544의 범위를 가진다. 기울기는 두 곡선 모두 고수위로 갈수록 증가하는 경향을 보인다. 평균유 속-단면적 변화의 관계는 지수와 직선의 방정식으로 지 수형 기울기와 상관계수는 각각 0.1182~0.8734, 0.22~ 0.86이며, 선형의 기울기와 상관계수는 0.0028~0.1032, 0.20~0.87로 분석되었다. SB-A, SB-C 지점의 저수위는 다른 수위보다 상관관계가 높게 산정되었는데, 이는 수위 구간이 좁고, 하천 단면적의 변화가 크지 않기 때문으로 판단된다. CL-A, OS-A 지점은 월류보의 영향으로 저수위 일 경우에 상관관계가 낮았다. 수위-단면적, 평균유속-단 면적의 상관관계 및 곡선식 등을 이용하여 하천 정비계 획 등의 수립에 활용할 수 있으며, 제외지의 단면적이 변 하는 지점의 유량 변화 등의 예측에 활용할 수 있을 것 이다.

음향 도플러 유속계(Acoustic Doppler Current Profiler, ADCPs)는 하천의 유량측정에 널리 사용되고 있으나, 유량 측정성과의 불확도를 평가하는 방 법에 대하여 진행된 연구는 부족한 현실이며, 이는 실제 하천에서 유속 및 유량 등의 수리량을 조절하는 것이 현실적으로 불가능하여 ADCP의 불확도 요인 별 실험 및 분석이 어렵기 때문이다. 유량 및 수리량의 측정 불확도를 평가하기 위하여 과학 및 공학 분야에서는 다양한 연구들이 진행되어 왔으며, 그 중 국 제적으로 공인받고 있는 방법 중 하나가 GUM (Guide to the Expression of Uncertainty Measurement)이다. 본 연구에서는 GUM 표준안을 기반으로 ADCP의 유량 측정 불확도를 평가하기 위한 연구를 수행하였다. ADCP의 유량 측정 불확도 요인별 분석을 수행하기 위하여 유량 공급의 조절이 가능한 실 규모 수로를 보유하고 있는 하천실험센터에서 실험을 진행하였으며, ADCP의 측정 정확도에 영향을 미치는 수심, 측정 지점에서 하안까지의 거리, ADCP 의 잠김 깊이, 유속 오차, 측정 시간, 반복 횟수, 하상 조건 등에 대한 측정 정확도 평가 실험을 수행하였다. ADCP로 유량을 측정하는 방법은 지점측정방식 을 기반으로 유속-면적법을 통해 산정하는 방법과 일반적으로 사용되는 이동측정방식이 있으며, 본 연구에서는 ADCP의 지점측정방식을 통해 유량을 산정 하는 Section-by-Section 방법으로 산정된 유량의 불확도를 평가하였다. 모든 측정 결과는 요인별 불확도 평가를 수행하기 위하여 유속은 ADV, 수심은 광 파기로 측정된 결과와 비교하였다.

ADCP는 하천의 3차원 유속과 수심 자료를 매우 효율적이고 빠르게 측정할 수 있으며, 그 자료의 공간 및 시간적 해상도는 기존의 전통적인 유속 측정 방법들과 비교하여 매우 정밀하다는 장점이 있다. 하지만 ADCP는 하상 부근과 센서 근처에서의 미계측 영역이 발생하고 이 미계측 영역의 유속을 얼마나 정확하게 산정하느냐에 따라 ADCP 유량 측정의 정확도에 영향을 미친다. 본 연구에서는 ADCP 유량 산정 시 범용적으로 활용되고 있는 1/6 멱법칙(power law)을 활용한 미계측 영역의 유량 측정 결과의 정확도를 분석하였다. 이를 위해 실규모 직선수로에서 ADCP를 고정시킨 상태에서 측정한 유속 자료를 1/6 멱법칙과 대수 법칙(log law)을 적용하여 외삽 한 유속분포와 유량 산정 결과를 ADV를 이용하여 정밀하게 측정한 결과와 비교하였다. 비교 결과 전체적으로 대수 법칙으로 외삽한 경우가 높은 정확도를 나타냈으며, 수표면 근처 미계측 영역에서는 1/6 멱법칙은 유량을 작게 산정하는 경향을 나타냈고, 하상 근처의 미계측 영역에서는 유량을 크게 산정하는 경향을 나타냈다. 이 결과는 기존 1/6 멱법칙을 활용한 하상 및 수표면 부근 미계측 영역 유량 추정 방법이 오차를 수반함을 의미한다. 따라서 ADCP 정지법 측정 방식을 사용할 경우, 대수 법칙이 1/6 멱법칙보다 정확한 상하부 미계측 유량 추정 결과를 보여주었으므로 대안으로 고려되어야 할 것이다. 또한 제방 근처 미계측 영역의 유량 측정 정확도를 높이기 위해서는 수심이 0.6 m 이상을 확보한 측선을 기준으로 유량을 산정할 경우 신뢰도 높은 유량 측정 결과를 보였다. 향후, ADCP 정지법 측정 방식에 비해 보다 많이 활용되고 있는 보트탑재 이동식 ADCP의 경우도 이와 같은 검증이 필요하다고 하겠다.

In the mountain streams in Jeju Island, strong turbulence and roughness usually made it nearly impossible to utilize most of intrusive instrumentation for streamflow discharge measurements. Instead, a non-intrusive fixed electro-magnetic wave surface velocimetry (fixed EWSV: Kalesto) became alternatively popular in many representative streams to measure stream discharge seamlessly. Currently, Kalesto has shown noteworthy performance with little loss in flood discharge measurements and also has successfully provided discharge for every minute. However, Kalesto has been operated to regard its measured one-point velocity as the representative mean velocity for the given cross-section. Therefore, it could be highly possible to potentially encompass discharge measurements errors. In this study, we analyzed the difference between such Kalesto discharge measurements and other alternative concurrent discharge measurements such as Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) and mobile EWSV which were able to measure velocity in multi-points in the cross-section. Consequently, Kalesto discharge deviated from ADCP discharge in amount of 48% for relatively low flow, and more than 20% difference for high flow compared with mobile EWSV discharge measurements. These results indicated that the one-point velocity measured by Kalesto should be used as a cross-sectional mean velocity, rather it should be accounted for as an index-velocity in conjunction with directly measured cross-sectional mean velocity by using more reliable instrumentations. After inducing Kalesto Discharge Correction Coefficient (KDCC) that actually means relationship between index velocity and cross-sectional mean velocity, the corrected discharge from Kalesto was significantly improved. Therefore, we found that index velocity method should be applied to obtain better accuracy of discharge measurement in case of Kalesto operation.

The water resources system of Jeju-do Island entirely depends on groundwater. This study is making a precision observation of baseflow, surface water, water shortage that might be vulnerable to climate change and drought in future. The field observation of baseflow discharges in Akgeuncheon stream has regularly been made with ADCP and ADC and Flowmate every two weeks for twenty-two (22) months (July 8, 2011 to April 27, 2013). This paper represent the results of calculating discharge of a number of hydraulic structures (broad-crested weirs) with comparing and has been calculated more accurate discharges with suitability of different observation methods. The average discharge has been observed 0.851 m3/s, whereas the average ADC and Flowmate is 0.709 m3/s. Meanwhile, stream discharge has been calculated 0.709 m3/s through the broad-crested weir equation. The discharge has calculated with the weir equation greatly changed according to even a small change in the water level. However, it showed a similar trend to one of the observed discharge. Although, in past there were generating errors caused by observers’ strides, vertical and horizontal flow velocity distribution when the average flow velocity had been measured, non-prismatic flow, turbulent flow and others in ADC. This study comes up with the weir equation is more suitable for the characteristics of Jeju-do could be presented through an observations of baseflow discharge.

Fixed Electromagnetic Wave Surface Velocimetry (Fixed EWSV) has been started to be used to measure flood discharge in the mountain stream, since it has various advantages such that it works well to continuously measure stream discharge even in the night time as well as very strong weather. On the contrary, the Fixed EWSV only measures single point surface velocity, thus it does not consider varying feature of the transverse velocity profile in the given stream cross-section. In addition, a conventional value of 0.85 was generally used as the ratio for converting the measured surface velocity into the depth-averaged velocity. These aspects could bring in error for accurately measuring the stream discharge. The capacity of the EWSV for capturing rapid flow velocity was also not properly validated. This study aims at conducting error analysis of using the EWSV by: 1) measuring transverse velocity at multiple points along the cross-section to assess an error driven by the single point measurement; 2) figuring out ratio between surface velocity and the depth-averaged velocity based on the concurrent ADCP measurements; 3) validating the capacity of the EWSV for capturing rapid flow velocity. As results, the velocity measured near the center by the fixed EWSV overestimated about 15% of the cross-sectional mean velocity. The converting ratio from the surface velocity to the depth-averaged velocity was 0.8 rather than 0.85 of a conventional ratio. Finally, the EWSV revealed unstable velocity output when the flow velocity was higher than 2 m/s.

모든 수문자료는 하천 방재의 기본이 된다. 이 가운데서도 유량은 저유량부터 홍수량까지 방재를 위한 기본 자료로 축적되어야 한다. 이런 유량을 산정하기 위해서 정확한 유속측정은 선행되어야 하는 기술이다. 하지만 유속측정을 위한 기존 초음파 유속측정기기는 외산에 의존하여 왔다. 하지만 본 연구에서 개발될 유속측정장치는 순수 국산 기술을 이용한 유속측정기기로 초음파 센서부터 유량계산 알고리즘에 이르기까지 모든 기술이 순수 국산이다. 본 논문에서는 시제품까지 개발된 유속센서를 이용하여 최적의 유량을 산정할 수 있는 알고리즘을 개발하였으며 이는 기존 외산 알고리즘과는 차별화되는 새로운 방식의 것이다. 이 알고리즘에는 보다 정확하고 신속한 유속 측정을 위한 다양한 아이디어를 도입하였으며 스마트폰에서도 데이터를 핸들링할 수 있는 모바일앱까지 개발하여 데이터 취득에서부터 저장, 가공까지 정확한 유량산정을 위한 기능 등을 포함하여 개발하였다.

표면영상유속계(SIV)는 영상 분석 기법을 이용하여 하천의 표면유속을 측정하고, 이를 토대로 유량을 산정하는 시스템이다. 본 연구에서는 고정식 표면영상유속계(FSIV) 시스템을 달천 수전교에 설치하여 실시간으로 연속적인 유량 측정을 실시하였다. 수전교에 적용된 FSIV의 하드웨어 시스템은 영상 획득을 위한 2대의 디지털 카메라와 컴퓨터, 그리고 수위 측정을 위한 초음파 수위계로 구성된다. 이 현장 장비들에서 획득된 실시간 영상과 수위 자료는 무선인터넷을

본 연구에서는 괴산댐 하류 달천에서 6가지 직접 유량 측정 방법-유속면적법, 봉부자법, ADCP이동측정법, ADCP정지 측정법, 전자파표면유속계, LSPIV-을 적용하고, 이를 댐 방류량 및 유속면적법과 비교함으로써 정확도를 상호 평가하였다. 이를 위해 2005년부터 2010년까지 실시된 총 39회의 유량측정결과가 분석되었다. 댐 방류량과의 비교 결과, 봉부자법을 제외한 나머지5가지 방법은 평균 6.2% 이내의 절대값오차를 나타냈다. 유속면적법과 다른

한강대교지점은 조석의 영향을 받고 노들섬으로 인해 흐름이 나누어지는 특수한 지형조건을 가지고 있으며, 홍수예보지점이고 한강유역의 유출량을 분석하는 대표지점이기도 하다. 따라서 정확한 수위-유량관계를 도출하기 위하여 많은 노력을 기울였으나 조석의 영향을 받지 않는 홍수기 이외의 기간에 대한 정확도의 확보가 곤란하였다. 이러한 문제를 해결하기 위한 대책으로 최근 자동유량측정에 관한 연구가 진행되었고, 실무에 적용되어 한강대교지점에서 실시간 유량자료의 획득이

ADCP는 음파의 도플러 효과를 이용하여 하천을 횡단하면서 단시간에 유속과 유량을 측정할 수 있는 장비이다. 본 연구는 현장 하천에서 ADCP를 이동식으로 운용하여 측정한 유속, 유량 자료를 동일한 지점에서 측정한 유속-면적법과 비교하여 ADCP를 이용한 유속, 유량 자료의 특성을 살펴볼 목적으로 수행되었다. ADCP에 의해 측정된 수심 분포는 직접 측심에 의해 측정한 수심 분포와 거의 일치하였다. ADCP로 측정한 유속은 순간적이므로 개별 연직유속분포

낙동강의 화원-교령교-현풍 수위관측소 구간에 대하여 수리학적 하도추적을 통하여 조도계수를 추정하였다. 세 관측소의 연속 수위자료와 하천 종횡단 측량자료만이 이에 사용되었다. 하도추적에 의해 계산된 유량자료로부터 수위-유량 관계식을 작성하였으며 이는 기존의 수위-유량 관계식보다 나은 결과를 보였다. 수위측정 오차가 유량계산에 미치는 영향에 대하여 분석하였으며, 측방유입류를 억제할 수 있도록 하도길이를 제한하는 방법도 제시하였다.

수리학적 하도추적으로부터 하천유량을 간접추정하였다. 짧은 하천구간의 세 지점 연속수위자료와 하천 단면 자료만을 사용하여 조도계수 추정b과 하천유량 계산이 가능하였다. 유량의 간접추정 과정에서, 상류-하류 경계조건을 수위-수위 조건으로 사용하였다. 미국 미시시피 강의 상류 구간 자료가 사용되었고 수리학적 하도추적에는 DWO-PER (operational dynamic wave model)를 이용하였다. DWOPER 모형에서 수정 Newton-Raphson

In this study, the Dilution Method is used to measure river discharge through the hydraulic model test. the dilution method is divided into Constant-Rate-Injection Method and Slug-Injection Method in the river discharge measurement techniques. When the dilution method is applied in the hydraulic model flume, it is analyzied that the estimated error of constant-rate-injection method is less than that of the slug-injection method, and the result shows that floodflow analysis is more efficient than lowflow analysis as compared observed discharge with calculated discharge. The result of statistical error analysis shows that the constant-rate-injection method is appropriate technique for the measurement of the river discharge. Therefore, the dilution method among the river discharge measurement techniques can be applied for the river basin which can`t be measured with current meter or unsteady-flow regime in the urban-small drainage or hydraulic structure equipment area and can be obtained more exact results than any other discharge measurement techniques.