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평형하상(平衡河床) 개념(槪念)과 공식(公式)의 하천실무(河川實務)에의 적용성(適用性)의 재고찰(再考察)
우효섭,유권규,Woo, Hyo Seop,Yu, Kwon Kyu 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.2
평형하상(平衡河床) 개념의 하천 실무에의 적용성 및 우리나라에서 평형하상경사를 추정하기 위해 널리 사용되어온 '안예(安藝)공식' 및 '물부(物部)공식'의 타당성에 대해 재고찰한다. 평형하천이란 장기간에 걸쳐 하천의 지배적인 수리(水理) 특성하에서 상류에서 공급되는 유사의 이송에 꼭 필요한 만큼의 유속이 생기도록 자연적으로 하상경사가 조정되어 실질적인 하상의 퇴적이나 침식이 없는 하천을 말하며, 평형하상이란 바로 그러한 하천의 하상상태를 지칭한다. 자연 상태에 있는 하천에 소위 '평형하상공식(平衡河床公式)'을 적용하여 그 하천의 하상상태를 분석하는 현재의 하천 실무는 지양되어야 할 것이다. 또한, 하천에서 안정하상 경사를 결정하기 위한 '안예(安藝)공식' 이나 '물부(物部)공식' 같은 소위 '평형하상공식'들은 그 타당성이 의심스러우며, 따라서 이러한 공식들의 하천 실무에의 적용은 지양되어야 할 것이다. A careful re-examination has been conducted on the applicability of the concept of equilibrium riverbed slope to river engineering practice and on the validity of Aki's and Mononobe's formulas that are widely used in Korea for determination of equilibrium riverbed slope. A stream in equilibrium is one in which, over a period of years, slope is naturally adjusted to provide, with available water discharge and with prevailing channel characteristics, just the velocity required for transportation of the sediment load supplied from the upstream. The equilibrium riverbed slope is the bed slope of such river. The present river engineering practice to analyze the riverbed characteristics by applying so called 'the equilibrium riverbed slope formula' to such rivers, therefore, should be avoided. Also, the validities of Aki's and Mononobe's formulas, that are presently used for determination of stable channel slope, are very dubious and should not be used in river engineering practice.
우효섭,김원,Woo, Hyo-Seop,Papadakis, Constantine N.,Kim, Won 한국수자원학회 1994 물과 미래(한국수자원학회지) Vol.27 No.4
순간적인 밸브의 개폐 등에 의해 생성된 압력파가 관의 만곡부를 지날 때 만곡부에 미치는 힘은 변화한다. 본 연구에서는 이러한 힘의 변화량을 해석적으로 유도하였다. 본 해석에 의하면 힘의 변화량은 유체의 운동량 변화보다는 주로 정수압에 의해 결정되며, 압력파가 만곡각의 90$^{\circ}$ 이상인 만곡부를 지날 때에는 여기에 미치는 연직성분 힘의 방향이 바뀌는 것으로 나타났다. External foces acting on a pipe bend change when a transient pressure wave propagates through the bend. Analytical expressions are derived to compute the changes of these forces when the instantaneous pressure wave passes through the bends. This analysis reveals that these forces depend mainly on static pressure rather than fluid momentum. The analysis also reveals that the change of the vertical component of the force acting on a pipe bend with an angle larger than 90$^{\circ}$ may reverse in direction during the passage of a pressure wave through the bend.
유권규,우효섭,Yu, Kwone Kyu,Woo, Hyo Seop 대한토목학회 1990 대한토목학회논문집 Vol.10 No.4
현재까지 학계에 발표된 총유사량 산정공식들 중 그 결과가 비교적 우수한 것으로 알려진 Engelund & Hansen(EH), Ackers & White(AW), Yang(YN), Brownlie(BR), Karim & Kennedy(KK), Rijn(RJ) 공식 등 6개 공식을 Brownlie의 유사량 자료집에서 선정된 20개 하천의 1,399개 유사량 실측자료에 적용하여 그 결과를 비교하였다. 또한 그 계산 결과를 입력변수인 단위유량, 유속, 수심, 에너지경사, 중앙입경별로 도시하여, 이러한 각 변수에 대한 각 공식의 계산결과의 경향을 검토하였다. 그 결과 EH와 RJ공식은 비교적 우수하고, BR, AW, KK공식은 보통이며, YN공식은 상대적으로 불량한 것으로 나타났다. 또한 AW공식은 세사의 경우 (D<0.15mm)에 유사량을 매우 과대추정하며, YN공식은 유량이 큰 경우 (q>5 cms/m) 유사량을 과소추정하는 경향이 있는 것으로 나타났다. Performances of a total of 6 selected sediment transport formulas including Engelund & Hansen(EH)'s, Ackers & White(AW)'s, Yang(YN)'s, Brownlie(BR)'s, Karim & Kennedy (KK)'s, and Rijn(RJ)'s ones, which have been known to be relatively reliable, were tested using the 1,399 measured sediment discharge data points of the 20 rivers selected from Brownlie's compendium of sediment discharge. The calculated results were plotted with the input parameters such as the unit discharge, mean velocity, flow depth, energy slope, and median diameter respectively, and trend of each formula's performance was analyzed. These analyses revealed that, in general, EH's and RJ's formulas are more reliable, BR's, AW's, and KK's ones are moderately reliable, and YN's one is less reliable. AW's formula drastically overestimates sediment discharge for fine sediment(D<0.15mm), and YN's one under-estimates sediment discharge for streams with large water discharge(q>5 cms/m).