본 연구는 육상 기원 조립질 하상 퇴적물의 높은 이동성에 영향을 미치는 전단과 파쇄특성을 조사하기 위하여 링전단실험을 수행하였다. 평균 입경 6 mm 자갈에 대하여 링전단시험장치를 사용하여 전단시간(shear time)과 전단속도(shear velocity)에 따른 전단-변형률 역학특성과 입자파쇄 특성을 조사하였다. 특히 배수(장시간 전단)와 비배수(단시간 전단)조건을 고려하기 위하여 초기 전단속도(0.01→0.1→1 mm/sec와 0.1→0.01→1 mm/sec)에 따른 링전단실험을 수행하였다. 실험결과에 따르면, (i) 배수와 비배수조건 모두에서 입자파쇄 특성이 확인되었지만, 비배수조건에서 상대적으로 큰 전단저항을 받는 것으로 나타났다. (ii) 배수조건에 관계없이 수중 자갈의 초기 전단속도는 전단응력-전단변형률 관계곡선을 결정하는 중요한 요인으로 나타났다. (iii) 입자파쇄는 평균 입경에 영향을 받으며 사용된 수중 자갈은 상대적으로 큰 입자파쇄 특성을 보였다. 그리고 (iv) 전단응력 결정에서 가장 크게 영향을 미치는 영향인자는 전단시간과 초기 전단속도임을 확인할 수 있었다. 결론적으로 모래와 자갈을 다량 함유한 조립질 하상 퇴적물은 입자-입자 간 상호 접촉, 마모, 맞물림, 마찰 등의 물리적 이동과정을 통해 입자파쇄와 세립토 함량이 증가되고 이러한 현상은 하상 퇴적물의 고유동성을 초래하는 원인이 되는 것으로 판단된다.

본 연구에서는 4대강 살리기 사업 후 퇴적현상이 지배적으로 발생하는 남한강과 섬강 합류부 구간을 대상으로 2차원 수치모형인 CCHE2D 모형을 이용하여 하천의 흐름 및 하상변동에 대한 해석을 수행하였다. 대상지점 합류부는 남한강 본류의 만곡부에 지류 섬강이 유입되는 특성을 갖는다. CCHE2D 모형은 비평형 유사이송을 해석하며 소류사와 부유사 조정거리가 중요한 입력변수로 대상지점에서는 소류사 조정거리가 하상변동에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타났다. 수치모의 결과 유량비(Qr) 변화가 남한강과 섬강 합류부 지점에서 흐름 및 하상변동에 영향을 미쳤으며, Qr≤ 2.5인 경우에는 합류전 본류의 유속이 증가하여 흐름박리구역을 감소시켰으며 이로 인해 합류부 내측의 퇴적이 감소하였다. Qr>2.5이면 합류부 구간에 퇴적이 증가하여 사주가 형성될 가능성이 높은 것으로 나타났다. 수치모의를 통해 2013년에 발생한 유량비 변화에 의해 합류부에 고정사 주가 형성된 것을 알 수 있었다.

하천의 합류부 구간은 본류와 지류에서 유입되는 유량의 크기가 달라 복잡한 흐름을 형성하게 되며 이러한 흐름으로 인한 국부적인 구간에서의 하상변동 및 하안침식은 하도의 평면적 변화를 야기할 수 있다.􀀁본 연구에서는 이러한 합류부 구간에서의 평면적 하도변화를 분석하기 위해 남한강 과 금당천 합류부 지점을 대상으로 하상 퇴적 및 하안침식에 의한 하안선 이동을 2차원 수치모형인 CCHE2D를 활용하여 모의하였다. 모의결과, 본류의 좌안에서는 합류 전 구간에 비해 합류 후 구간에서의 하안선 이동 현상이 더 크게 발생한 것을 확인할 수 있었다.􀀁또한 지류에서의 하안침식 은 거의 발생하지 않으며, 지류 좌안과 합류 전 본류 우안에서는 유속 저하와 퇴적으로 인해 하안선이 제외지 쪽으로 이동하는 것을 확인하였다.

효과적인 하천관리를 위해서는 준설과 각종 수리구조물의 영향에 의한 하상변화 양상을 파악하고 평가하는 것이 필수적이다. 특히 대규모 준설과 대형수리구조물의 건설은 본류뿐만 아니라 지류의 하상안정에도 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 금호강이 유입하는 낙동강 강정고령보∼달성보 구간에 대해 하도준설과 보 건설 및 운영에 따른 본류와 지류에서의 장기하상변동 영향을 살펴보고자 하였다. HEC-6모형을 이용하여 유사이송 및 장기하상변동 양상을 모의하였으며, 그 결과 준설 및 보 운영으로 인해 본류뿐만 아니라 지류에서도 하상변화량이 증가하고 가속화되었다.

General features of sediment budget for the Nakdong River before the Four Rivers Restoration Project were analyzed using surveying, dredging, and mining data for the past 20 years, as well as sediment data measured from the tributaries, and numerical modeling, etc. As a result of the sediment budget analysis of the Nakdong River before the Four Rivers Restoration Project, sediment inflow supplied from the watershed is 2,100,000 m3/yr and sediment outflow including mining and dredging volumes is 10,180,000 m3/yr. Therefore, the bed change volume estimated by the sediment budget analysis is -8,080,000 m3/yr of the bed erosion volume which is similar to the analysis result (-8,300,000 m3/yr) of natural and artificial bed changes using the surveyed data.

본 연구에서는 하상변동 및 하상유지공 유실 문제가 발생했던 남한강과 금당천 합류부 지점을 대상으로 지류에서 유입되는 유량의 변화에 따른 흐름특성 및 하상변동 특성을 2차원 수치모형을 이용하여 분석하였다. 대상 구간의 수치모의 분석결과, 본류에서는 흐름집중 현상에 의해 지류 유입유량에 관계없이 합류 전에 비해 합류 후 유속이 더 큰 것으로 나타났다. 그러나 지류 유입유량이 클수록 지류하천의 하도 침식이 가속화되고 따라서 주하도가 형성되어 지류에서의 마름영역이 더 크게 나타났다. 이로 인한 지류에서의 하도 침식은 지류에서의 유사발생량을 증가시키고 침식된 유사는 합류부 구간에 퇴적되는 것으로 나타났다. 합류부 구간에서의 지류 유입부 퇴적은 본류 흐름을 좌안으로 집중시키고 좌안의 하상이 저하되는 현상을 야기하였다.

자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하천의 하상 재료 입도분석은 많은 노력과 경비를 소요하는 일이기 때문에, 적절히 분석되지 못하고 있는 것이 현실이다. 본 연구의 목적은 자갈 이상의 조립질 재료로 이루어진 하상의 입도 분포를 영상 처리를 통하여 분석하는 기법을 개발하는 것이다. 전체 개발 과정은 개별 입자의 영상 정보 분석과정과 하상 영상에서 입자를 분석하는 두 과정으로 이루어졌다. 먼저 개별 입자들의 영상에 나타난 평면 특성(장축, 중간축, 면적 등)이 실제 입자와 어떤 관계를 가지는지 분석하였다. 이를 위하여, 대종천, 밀양강, 형산강의 3개 하천에서 420개의 자갈 시료를 채취한 뒤, 각 입자의 버니어캘리퍼스로 장축, 중간축, 단축의 길이를 측정하고, 저울로 중량을 측정하였다. 채취된 입자를 개별적으로 영상으로 찍은 후, 영상에서 장축과 중간축, 면적을 계측하는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램을 이용한 영상 정보와 실제 측정한 자료를 비교하였다. 입자의 개별 측정 결과 자갈 하천의 하상 재료의 형상계수는 0.51~0.59 이었다. 이는 모래 하상의 0.7, 자갈 하천이 이보다 약간 작다는 통상적으로 알려져 있는 지식과 부합하였다. 또한, 하천에 따라 형상 계수는 약간의 차이를 보이기 때문에 일괄적으로 통일된 값을 적용하기는 어려울 것으로 보인다. 한편, 자갈의 중량은 장축이나 중간축보다는 면적과의 상관성이 더 높다. 이 자료의 결과를 이용하여 영상 분석에서 나온 면적을 입자의 중량과 공칭직경으로 환산하는 방법을 제시하였다. 두 번째 과정으로 ImageJ 프로그램을 이용하여 대종천, 밀양강, 형산강의 하상 영상에 적용하여 자갈입자의 면적을 분석하고 이를 입도분포 곡선으로 환산하였다. 영상 분석에서 구한 입도분포를 시료를 채취하여 실측한 자료와 비교한 결과는 매우 타당한 결과를 보였다.

최근 전 세계적으로 홍수, 폭우, 태풍을 포함한 극한 현상이 빈번히 관측되고 있으며, 우리나라 역시 1980년대 후반부터 수재해에 따른 피해가 급증하고 있다. 국내 하천은 외국의 주요 하천에 비해 유량변동계수가 큰 특징을 가지므로 하천 및 하도관리 여건이 외국에 비해 상대적으로 열악하다고 할 수 있다. 하천의 유지·관리에 있어서 정확한 하천지형조사는 필수적인 요건이며, 정밀 하천지형제작을 위한 선진화된 조사방법의 도입이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 기존의 하천측량방법을 보완하는 유·무인 수심측량을 수행하여 고품질의 하천지형조사 자료를 획득하고자 한다. 또한 하천 유지·관리업무를 지속적으로 지원하기 위한 체계 구축방안으로써 측량 성과물을 입력자료로 하는 하상변동 자료관리 프로그램을 개발하고자 한다. 프로그램은 체계적인 자료 관리 측면에서 하천지형조사 자료의 현황 조회 기능을, 효율적인 자료 활용 측면에서 DEM 기반의 하천단면 조회 및 변화분석 기능을 탑재하여 유관기관에 배포 시 측량자료 제공의 표준화, 전산화 및 고도화를 기대할 수 있을 것이다.

Sediment from the upstream channel has been deposited near the Nakdong River Estuary Barrage (NREB) due to the mild slope and decreased velocity. The annual mechanical dredging to ensure the flood capacity has been performed to remove the deposited sediment. However, the dredging method is not considered as an effective countermeasure due to high cost and long time to operate. Therefore, many methods for sedimentation reduction have been proposed for NREB. Especially, the channel contraction method to mitigate sedimentation problem by changing the channel geometry from 2 km to 3 km upstream of NREB has been recently suggested as an effective countermeasure. However, there is the possibility that the channel contraction method induces flood level increase compared to original condition. Therefore, it is necessary to investigate quantitatively the flood level changes in the upstream and downstream section due to the channel contraction method for NREB. In this study, water level changes by 10% channel contraction of whole width has been evaluated using the HEC-RAS model and simulated with and without channel contraction for various flood discharge. As a result, water level in the section where the channel was contracted was decreased by 0.02 m and flood level at the upstream of channel contracted was increased up to 0.015 m for the 500-year flood.

자연 상태로 존재하는 하천의 대부분은 단일 하천이 아닌 여러 개의 지류가 본류와 만나는 복잡한 연결망으로 구성되어 있다. 단일 하천에서와는 달리 합류부를 중심으로 매우 복잡한 흐름 특성 및 지형 특성을 나타내게 된다. 유입 유사로 인해 형성된 사주에는 식생의 고착화로 통수 단면적이 축소되고, 수위 상승에 따른 배수 효과도 발생되어 치수 안전도에 심각한 영향을 초래하게 된다. 이렇듯 합류부에서의 정확한 흐름 특성 및 하상 변동의 특성 분석은 본래 하천의 기능을 유지하기 위해 중요하게 고려되어야 하나 아직까지 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 현재 실무에서 많이 사용되는 2차원 수치모형을 활용하여 합류부의 하상변동 특성을 분석하였으며, 여러 입력변수 중 하상 변동에 큰 영향을 미칠 것으로 예측 가능한 유사 입경에 대한 연구를 수행하였다. 낙동강과 금호강의 합류부를 대상 구간으로 선정하였으며, 먼저 기본적인 유속 및 수위 등의 하도 특성량을 산정하여 합류부의 흐름 특성을 분석하고, 분석된 흐름장에 유사 입자를 입력하여 하상 변동 분석을 수행하였다. 입도분석을 통해 산정된 대상 하천의 평균입경(Case 2)과 최대 크기의 입자(Case 3：통과율 90～100%)가 하도로 유입되는 경우와 최소 크기의 입자(Case 1：통과율 0～10%)가 유입되는 경우에 대하여 하상의 변동 양상을 분석하여 실제 측량 자료와 비교하였다. 합류부에 형성된 지류사주, 정체구간 및 배수위 영향으로 합류부에 접근할수록 유속은 감소하고, 수위는 증가하는 것으로 분석되었다. 하상 변동은 Case 1이 －0.36～1.38m, Case 2는 －0.18～1.88m, Case 3에서 －0.04～1.43m 변동하는 것으로 나타났으며, 감소된 유속에 영향으로 3개의 경우에서 모두 퇴적이 우세한 특성이 나타났다. 하상에 특성 중에서 중요하게 고려되어야 할 최심 하상고의 비교에서도 같은 결과가 산정되었다. 실제 측량자료와의 비교에서는 Case 2의 평균 입경으로 모의한 결과가 가장 근접한 것으로 나타났으나, 퇴적이 우세한 특성에 비추어 다소 과대 산정되는 것을 알 수 있었다. 계속되는 연구를 통해 다양한 구간과 입경별 모의조건의 민감도에 대해서 수치모형을 검증할 필요가 있으며, 모니터링이 함께 이루어져야 할 것으로 판단된다.

집중호우빈도의 증가에 따른 잦은 홍수범람인하여 제방이 침식하는 피해가 발생하고 있어 심각한 수준임을 알 수 있다. 본 연구에서는 수제의 적정 길이와 간격이 수리학적으로 어떠한 영향을 미치며 하상물질(재료)이 하상거동에 미치는 영향을 파악하고 이를 근거로 하여 홍수시 하천에 월류수제를 이용하여 제방을 보호하고 하상은 안정화하는 기법에 목적을 두고 있다.

산지하천의 자갈하상재료 분포는 최근 특정규모 홍수의 수류력에 의한 유사 이송 및 퇴적 과정에 의해 형성되며, 장갑화된 하천에서 한계수류력을 평가하는 것은 안정하도설계를 위해 중요하다. 자갈하상 하천 종단지점과 만곡부 일정구간의 세부지점에 대한 하상재료의 입도 분포를 조사하고, 한계유속 및 한계수류력을 평가하였다. 자갈하상 재료에 대한 Yang의 한계단위수류력과 Bagnold의 한계수류력은 상류로 갈수록 급격히 증가했다. 계획홍수량에 근거한 무차원 전단응력은 Shields 도표에서 대부분 조사지점의 자갈하상재료가 소류사 형태로 이동하는 것으로 평가되었다. 만곡부에 대한 평균입경은 상류 유입수의 1차 수충지점에서 가장 컸으며, 반사흐름에 의한 2차 수충지점에서 두 번째로 큰 입경을 보였다. 수충 직하류 지점들에서 상대적으로 작은 평균입경을 보였다. 만곡부의 평균한계유속 범위는 0.77∼2.60m/s의 범위이며, 한계단위수류력은 경사가 급한 1차 수충부에서는 상당히 컸다. 한계수류력의 분포는 7∼171W/m2의 범위로 하천 횡단보다는 종단에 따른 변화가 뚜렷했고, 만곡 외측 1차 수충지점과 반사흐름 2차 수충지점에서 크게 작용하는 것으로 평가되었다.

본 연구에서는 하상의 시공간적변동에 대한 평가기법을 개발하고자, 1차원HEC-RAS 모델과 2차원CCHE2D 모델을 이용해 하상변동을 평가하였다. 실제하천의 장기간 하상변동의 결과를 해석함에 있어서 변동 특성을 일관적인 기준으로 평가하고, 변화량을 직관적으로 알 수있는 평가방법을개발하고자유사단면누가곡선, 유사단면모멘트, 유사확률분포함수의 세 가지 평가 방법을 개발하였다. 본 연구를 수행한 결과 유사단면 누가곡선법은 단면의 총량적 개념의 침식 또는 퇴적

In this study, the sensitivity analysis of bed changes due to the various sediment transport equations have been conducted for 80 km reach of the Lower Nakdong River using the HEC-6 which is one dimensional numerical model. The bed elevation changes according to the different sediment transport formulas were compared and analyzed quantitatively. As a result of the numerical simulation, the final bed elevation calculated by Engelund and Hansen(1967), Ackers and White(1973), and Yang(1979) formulas was similar to one another in configuration. The bed change simulated by Engelund and Hansen(1967) were greatest among them, for example, 5.5 m deposition and 2.9 m erosion for 100 years. Also, in the case of Toffaleti (1969) equation, the maximum bed deposition of 8.04 m after 100 years was induced at the 73 km location upstream of the Nakdong River Estuary Barrage. Meyer-Peter-Müller(1948) and Wilcock(2001) formulas produced the deposition only at the upstream end and there was little bed change in the downstream area. The unreal bed configuration of continuously up and down pattern was simulated by Laursen(1958) transport equation.

최근 기후변화에 기인하는 유출특성 변화와 유역 및 하도 환경 변화에 따라 하도형태가 바뀌는 경향을 보이고 있다. 특히 지속적인 성장세를 보이고 있는 하도내 국지퇴적이 전국에 걸쳐 중 대하천에서 야기되고 있다. 이 가운데 고수부지 형태로 나타나는 복단면 하도에서 홍수터가 일방향적 성장과 저수로의 저하현상이 현저한 것으로 나타나고 있다. 이와 같은 현상은홍수량 관리는 물론 하천생태관리에도 영향을 미치고 있는것으로 평가되고 있다. 본 연구에서 우리나라에서의

본 논문에서는 2차원 하상변동 수치모형인 CCHE2D 모형을이용하여 유사량 공식과 유사이송형태별 이류-확산 방정식의 선택이 하상변동 수치모의결과 값에 미치는 영향을 분석하고 실제 현장자료와 비교하였다. 또한 이러한 분석을 기초로 낙동강하구둑 상류 접근수로에서의 최적의 유사량 공식과 유사 이송형태별 이류-확산 방정식을 제안하였다. 낙동강하구둑 상류 접근수로에 대해 Ackers and White와 Engelund and Hansen의 유사량 공식과 소류사와

하천은 지역마다 독특한 하도특성을 지니고 있다. 우리나라는 전 국토의 70 %가 산지로 구성되어 있으며, 이 가운데 노년기에 지형도 적지 않다. 이를 가로 지르는 우리나라 하천에서 특이한 하도형태의 모습을 보이는 구간이 곳곳에 산재하고 있다. 그 대표적인 모습이 충적하도와 침식하도가 연속해 발생하는 과정에서 나타나는 하천 협소부이다. 하천 협소부란 하천지형학에서 일반적으로 쓰이고 있는 용어이며, 하도수리학에서는 지배유량에 종속되는 일정하폭의 범위를 크게

In this study, we estimated the equivalent roughness using an estimation model, which considered grain distribution on the bed and the protrusion height of the grains. We also reviewed the appropriateness of the estimated equivalent roughness at the Goksung and Gurey station in the Seomjin River. To review the appropriateness of this model, we presented the water level-discharge relation curve applying the equivalent roughness to the flow model and compared and reviewed it to observed data. Also, we compared and reviewed the observed data by estimating the Manning coefficient , the Chezy coefficient , and the Darcy-Weisbach friction coefficient by the equivalent roughness. The calculation results of the RMSE showed within 5% error range in comparison with observed value. Therefore the estimated equivalent roughness values by the model could be proved appropriate.