목감천 복원설계를 위한 비정상성을 고려한 설계홍수량의 산정

이길성,오진호,박기두,성장현,Lee, Kil Seong,Oh, Jin-Ho,Park, Kidoo,Sung, Jang-Hyun 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.4

Lee et al. (2011)이 제시한 목감천 유역의 하천복원 설계절차에 근거하여 수리구조물의 설계와 관련 있는 설계홍수량을 산정에 있어 비정상성을 고려하여 산정하였다. 본 연구의 목적은 목감천 유역에서 비정상성을 고려한 새로운 설계홍수량을 제안하기 위함이다. 설계홍수량 산정방법인 설계-호우단위도법과 직접 홍수빈도해석법을 적용하였으며, 각각의 방법에 사용되는 빈도분석은 NCAR (National Center for Atmospheric Research)에서 개발된 extRemes 모형을 통하여 비정상성을 고려하였다. 직접 홍수빈도해석의 방법은 유량으로부터 직접 빈도해석을 수행한다는 점에서 신뢰성이 기대되지만, 설계-호우단위도법보다 다소 과소 추정되었다. 따라서 가장 크게 산정된 설계호우-단위도법의 100년 빈도 설계홍수량을 목감천 유역의 설계홍수량으로 결정하였다. The design flow considering nonstationarity is estimated to determine the design flood related to hydraulic structure quantitatively based on the design process for stream restoration in the Mokgamcheon watershed proposed by Lee et al. (2011). The purpose of this research is to suggest new ways that the design flood was calculated considering nonstationarity at the Mokgamcheon watershed. Storm-unit hydrograph method to calculate design flood and direct frequency analysis were applied and nonstationarity was considered for the frequency analysis through extRemes toolkit developed at NCAR (National Center for Atmospheric Research). Although the method of direct flood frequency analysis due to dealing with flowrates directly has a more reliable than strom-unit hydrograph method, as a result, the method of direct flood frequency analysis underestimated the design flood than strom-unit hydrograph method due to the characteristics of the flow data. Therefore, the flood of storm-unit hydrograph method (100 years frequency) was determined as the design flood in the Mokgamcheon watershed.

홍수시(洪水時) 소양강(昭陽江)댐 및 화천(華川)댐의 최적운영(最適運營)을 위한 시뮬레이션

이길성,전경수,Lee, Kil Seong,Jun, Kyung Soo 대한토목학회 1986 대한토목학회논문집 Vol.6 No.1

본(本) 논문(論文)에서는 북한강(北漢江) 수계(水系)의 소양강(昭陽江)댐 및 화천(華川)댐의 실시간(實時間) 홍수조절(洪水調節) 모형(模型)을 개발(開發)하였다. 그 방법으로는 feedforward-feedback control에 의한 Simulation기법은 사용하였다. 즉, 예측 유입량을 이용한 단일댐 운영방안에 의하여 구간 각 댐의 방류량으로부터 두 댐의 합류점(合流點)에서의 유량을 구한 후 Feedback control에 의하여 합류점(合流點)의 첨두 유량을 경감하도록 상류댐 방류량을 재조정하도록 하였다. 또한 개발(開發)된 모형(模型)에 관한 민감도(敏感度) 분석(分析)을 행하였다. A real-time hourly operation model for the flood control of Soyanggang Dam and Hwachon Dam, which are located in the North Han River is developed. The method is based on simulation with a feedforward-feedback control. The feedforward control was mainly concerned with providing the release history from the single dams. The outflows from the single dam operation rules with forecasted inflows were used as the inputs to simulation. And then feedback control is applied to reduce the peak discharge at the junction. Also, sensitivity analysis of the operation model was provided to respect the temporal and spatial distribution of storms to the model.

Numerical Method for Transient Pressure on Canals

이길성,Lee, Kil Seong Korean Society of Civil Engeneers 1984 대한토목학회논문집 Vol.4 No.2

본 연구(硏究)의 목적(目的)은 개수로(開水路)의 수위(水位)의 변동(變動)에 따른 자유(自由) 지하수면(地下水面)과 개수로(開水路)에 작용(作用)하는 부정압력(不定壓力)의 분포(分布)를 계산(計算)할 수 있는 수치(數値) 모형(模型)을 개발(開發)하는데 있다. Diagnostic Eq.은 Point SOR 방법에 의해서, 그리고 Prognostic Eq.은 Implicit Lax-Wendroff 방법에 의하여 해석하였다. Simulation 조건들에서 지하수(地下水) 침투면(浸透面)의 변화를 예측(豫測)하기 위하여 투수성(透水性) 및 불투수성개수로(不透水性開水路)에 대하여 네가지 다른 경우에 대한 결과(結果)를 나타내었다. The purpose of this paper is to develop a mathematical model which can be used to compute the position of the free surface due to water level fluctuations in the canal and the transient pressure distributions along the canal lining. The diagnostic equation has been solved by the point successive over-relaxation method, and the linearized prognostic equation has been solved by the implicit Lax-Wendroff scheme. Four different cases in the simulation conditions are presented for both permeable and impermeable canal lining to predict the transient seepage surface development.

An Approach for Frequency Analysis of Multiyear Drought Magnitude and Severity

이길성,Lee, Kil Seong Korean Society of Civil Engeneers 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.1

부족량의 지속기간에 따른 성질을 관측하여, 다년간 계속되는 가뭄의 크기와 심도에 관한 빈도분석 방안을 개발하였다. 평균 부족량의 변화를 식별하기 위하여, 월 부족량의 통계치에 의한 표준화와 자료의 통합과정이 시행되었다. 가뭄의 크기와 심도에 관한 매개변수를 추정하기 위하여, Gamma 분포함수의 재생산성이 부족량에 대하여 적용되었다. 이들 분포와 지속기간 분포와의 복합화 맞 연구 결과가 실시간 예측에 관하여 의미하는 바를 논의하였다. A frequency analysis procedure for the multi-year drought severity/magnitude is developed using observed duration-dependent deficit properties. A standardization of the deficit with the decimated monthly deficit statistics and a data pooling procedure are performed to identify the change of mean deficit. The reproductive properties of the Gamma family of distribution for the deficit are utilized to estimate the parameters of drought magnitude and severity. Compounding of these distributions with the duration distribution and an implication of the results for the realtime forecasting are discussed.

천수방정식의 유한차분 특성

이길성,강주환,Lee, Kil Seong,Kang, Ju Whan 대한토목학회 1989 대한토목학회논문집 Vol.9 No.1

ADI 방법, Hansen 방법, Heaps 방법, Richtmyer 방법, MacCormack 방법 등 5가지 유한차분방법을 사용하여 천수방정식에 대한 수치실험을 행하였다. 해석적 해가 존재하는 선형모형에 적용하여 안정성, CPU시간, 정확성 등을 검토하였고 비선형모형에 적용하여 순환현상을 모의하였다. 그 결과 ADI방법은 CPU시간이 가장 길고 유속에 대한 정확성이 다소 떨어진다는 결점이 있는 반면 순환현상을 가장 잘 모의한다는 것과 안정성에서 큰 장점이 있었다. 양해법 중에선 Richtmyer 방법이 비교적 우수한 방법으로 평가되었다. 한편 유효점성항은 천수방정식의 수치해석시 필수적이라는 결론도 얻었다. Numerical characteristics for the shallow water equation are analyzed with ADI, Hansen, Heaps, Richtmyer and MacCormack schemes. Stability, CPU time and accuracy are investigated for the linear model which has analytic solutions and circulation is simulated for the nonlinear model. The results show that ADI method has some defects in CPU time and accuracy for the computation of velocity. But ADI method simulates circulation well and has the largest stability region. Richtmyer scheme is the best among the other explicit schemes. Effective viscosity term is found to be essential for numerical experiments of the shallow water equation.

대류분산 모형에 관한 유한차분근사의 특성

이길성,강주환,Lee, Kil Seong,Kang, Ju Whan 대한토목학회 1987 대한토목학회논문집 Vol.7 No.4

대류 분산 모형의 유한 차분 방법으로 양해법, Bresler방법, 음해법, upstream차분법과 Chaudhari방법등을 선택하여 각 차분법들의 특성을 규명하고 수치실험을 통하여 이들의 효율적인 사용 방안을 제시하였다. 비교 분석 결과 Chaudhari방법은 수치 분산 현상에 가장 둔감한 반면 조건부 안정이고, Bresler방법은 overshooting에 민감한 반면 무조건 안정이라는 특성이 있다. 분산이 지배적인 흐름에서는 양해법이 가장 정확하고, 대류가 지배적인 흐름에서는 Chaudhari방법이 가장 정확하다. 계산 시간(CPU)은 양해법 또는 Chaudhari방법이 비슷하게 가장 작고 Bresler방법이 항상 가장 크다. Five finite difference schemes (explicit, Bresler, implicit, upstream, and Chaudhari scheme) for the convective dispersion model are analyzed numerically to investigate their characteristics and applicabilities. Camparative study results show that the conditionally stable Chaudhari scheme has the smallest numerical dispersion and that the unconditionally stable Bresler scheme has the overshooting in regions of oscillation. Explicit scheme is the most accurate for a dispersion-dominated flow whereas Chaudhari scheme is for a convection-dominated flow. The computation time (CPU) is the shortest for the explicit or Chaudhari scheme with the same order of magnitude and is always the longest for the Bresler scheme.

위험도제약(危險度制約) 선형계획법(線形計劃法)에 위한 홍수기(洪水期) 저수지운영(貯水池運營)

이길성,강부식,Lee, Kil Seong,Kang, Bu Sik 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.3

유입량의 분포에 따른 가변(可變) 제한수위(制限水位)아래서 홍수기(洪水期) 저수지 이수운영(利水運營)모형을 수립하였다. 사용된 최적화모형은 방류량(放流量)의 기대방류량(期待放流量)으로부터의 편차를 최소화하는 모형과 홍수조절용량을 최소화하는 위험도제약(危險度制約) 선형계획법(線形計劃法)(CCLP)모형(模型)의 2가지 부모형(副模型)으로 구성되어 있다. 확정론적 등가식을 만들기위해 유입량의 분포는 2모수(母數) 대수정규분포(對數正規分布)를 가정하였으며 모수(母數)는 최우추정법(最尤推定法)에 의하여 구하였다. 모형은 소양강(昭陽江)댐과 충주(忠州)댐의 홍수기 운계운영(運繫運營)에 적용되었다. 그 결과 소양(昭陽)이 충주(忠州)보다 상대적으로 큰 규모의 홍수사상에 대하여 설계되었음을 알 수 있었다. 가변제한수위(可變制限水位)를 이용한 운영은 일률제한수위(一律制限水位)의 운영보다 효율적인 것으로 나타나는데 이는 충주(忠州)에서 더욱 두드러졌다, 유입홍수량이 큰 시구간의 방류형태는 홍수량의 규모를 줄이는 조절효과와 지체효과를 보이며, 갈수시에는 상대적으로 실제보다 많은 방류를 하는 형태를 보인다. A reservoir operation model was established under the varying restricted water level(r.w.l.) subject to the inflow distributions in flood period. The optimization model consists of 2 sub-models. One model minimizes deviations of releases from the expected release and the other minimizes capacity requirement for flood control. In order to make deterministic equivalents, the inflow distribution of reservoir is assumed to be 2-parameter Lognormal, and its parameters are estimated by the maximum likelihood method. The model is applied to joint operation of Soyang and Chungju dam. The results show that Soyang was designed for larger flood event than that for Chungju. The operation under the varying r.w.l. turns out to be more effective than one under the uniform r.w.l. Such effect is more obvious at Chungju compared with Soyang. Release pattern shows diminishing and delaying effect in a period of high inflows and larger discharges than actual in a period of low inflows.

파레토 최적해를 이용한 강우-유출모형의 자동보정

이길성(Lee Kil Seong),김상욱(Kim Sang Ug),홍일표(Hong Il Pyo) 대한토목학회 2004 대한토목학회 학술대회 Vol.2004 No.10

비정상계열 강우량을 위한 GEV 분포의 산정

이길성(Lee Kil Seong),강원구(Kang Won Gu),박기두(Park Kidoo) 대한토목학회 2009 대한토목학회 학술대회 Vol.2009 No.10

PCSWMM을 이용한 건천화 방지를 위한 유지용수의 공급 방안 : (Ⅰ) 모형의 보정 및 검증

이길성(Lee Kil Seong),진락선(Jin Lak Sun),이상호(Lee Sang Ho),이정민(Lee Jung Min) 대한토목학회 2005 대한토목학회논문집 B Vol.25 No.6B