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- 저자 : 곽경일 ( Gyeongil Kwak ) (검색결과 7 건)
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수리모형실험을 통한 낙동강 하구둑 증설수문의 방류량 검토
송현구 ( Hyungu Song ),박병준 ( Byongjun Park ),곽경일 ( Gyeongil Kwak ),김하집 ( Hajip Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
낙동강 하구둑 배수문 증설사업에 있어 가장 중요한 시설은 하구둑과 배수문으로서, 배수문은 외해로부터 조수를 차단하고 강우시 유역에서 유출되는 홍수를 배제시켜 침수로부터 피해를 방지하는 역할을 한다. 또한 배수문은 계획홍수와 상시배수를 안전하게 처리할 수 있어야 하며 계획홍수를 초과하는 경우도 제 기능을 발휘할 수 있어야 한다. 따라서 수리학적 측면에서 배수량추정 공식 및 그 유량계수가 결정되었다 하더라도 이를 검토해 볼 필요성이 있으며, 배수량 및 유량계수는 현장에서 실측키 어려우므로 수리모형 실험을 통하여 기존에 적용된 배제유량과 유량계수와 비교ㆍ검토하여 평시 및 홍수시에 적절하게 홍수량을 배제시킬 수 있는지의 즉, 배수문 능력검토가 필요하다. 낙동강 하구둑 신설 배수문의 순수 방류능력을 검토하기 위해 해측수위의 영향을 받지 않는 완전유출 조건하에서 개도높이를 약 1.0m씩 조절하면서 배수문 개방고에 따른 배수문 배제량을 검토하였으며, 주수문은 내측 수위가 EL.(+)3.00m일때 주수문을 최대로 열었을 경우 주수문 1련의 최대 방류량이 1.824㎥/s로, 주수문 모두 개방했을 경우로 환산하면 7,296㎥/s로서 나타났고 조절수문은 최대 방류량이 1.534㎥/s로, 조절수문 모두 개방했을 경우로 환산하면 3,068㎥/s로서 주수문과 조절수문 전체로 환산하면 10,364㎥/s로 나타났다. 완전 개방시 문비 전ㆍ후로 수면은 모두 도수가 발생하는 수면흐름특성(자유유출)을 보였고, 내측 수위별 수문개도 높이가 증가할수록 배제량도 증가되는 일관된 결과를 보여주었다. 실제 현장에서는 해측의 수위가 시간에 따라 변하기 때문에 하류의 수위차에 따라 배제량은 차이가 발생된다. 따라서 현장상황을 고려한 검토도 수행하였으며, EL.(-)0.878m(약최저저조위), EL.(-)0.066m(평균해면), EL.(+)1.65m(약최고고조위) 실험조건으로 맞추어 실험을 수행하였으며 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 배제유량은 대체적으로 수문의 개도 높이가 동일한 경우 해측 수위가 낮아질수록 배제량이 증가하는 결과를 보여주었다.
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낙동강 하구둑 배수문 증설사업에 따른 수리현상 검토 -수리모형실험에 의한-
박병준 ( Byongjun Park ),송현구 ( Hyunku Song ),곽경일 ( Gyeongil Kwak ),김지성 ( Jisung Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
낙동강 하구의 장래 홍수량 증가에 대비 낙동강 하구로의 신속한 홍수량 배제를 위한 치수대책으로 『낙동강 하구둑배수문 증설사업』이 시행됨에 따라 수리학적 검토가 필요하게 되어 배수문을 기준으로 상류방향 1.5㎞, 하류방향 1.5㎞를 축척 1/100로 재현한 수리모형실험이 실시되었다. 실험의 목적은 물리실험을 통한 기본계획 신설배수문을 검토하고 문제점을 도출하여 수리학적 기능성 제고에 필요한 기초자료 제공하며, 배수문 전ㆍ후의 유속분포와 상ㆍ하류 수위조건에 따른 방류량 및 기설 및 신설 배수문간의 분담비를 도출하는데 있다. 기본계획안과 실시설계안에 대한 홍수위시와 관리수위시의 해측 낙차고에 따른 기설, 신설 전체 배수문의 방류량 분담을 검토하였는데, 홍수위시 전체 배수문의 방류량 분담은 4m 낙차시 실시설계안에서 기본계획안의 26,131㎥/s보다 285㎥/s가 더 많은 26,416㎥/s를 내보냈으며, 관리수위시는 1.6m 낙차시 실시설계안이 기본계획안의 12,478㎥/s보다 518㎥/s가 더 많은 12,996㎥/s을 방류했다. 기본계획안과 실시설계안에 대한 신설배수문의 실험안별 분담 방류량과 분담율은 홍수위시 방류량이 4m 낙차시 기본계획안의 경우 7,338㎥/s로 전체 방류량의 29%를 분담하는 것으로 나타났으나, 실시설계안의 경우 11,601㎥/s로 전체 방류량의 44%를 분담하는 것으로 나타났으며, 관리수위시의 방류량은 1.6m 낙차시 기본계획안의 경우 3,980㎥/s로 전체 방류량의 32%를 분담하였고, 실시설계안의 경우 5,396㎥/s로 전체 방류량의 42%를 분담하는 것으로 나타났다. 배수문 계획안별 상ㆍ하류에서의 평균유속을 검토하였는데, 관리수위시는 신설배수문의 유속이 기본계획안에 비해 실시설계안에서 다소 증가 된 것으로 나타났고, 홍수위시는 실시설계안이 기본계획안과 비교하여 기설배수문에서는 유속이 감소되고 신설배수문에서는 유속이 증가하는 경향이 뚜렷이 나타나 신설배수문의 홍수시 방류량 분담율이 높아진 것을 알 수 있었다. 홍수위시 신설배수문에서 기본계획안의 경우 배수문 상ㆍ하류에서 0.26~5.20㎧의 값을 나타내어 좌ㆍ우측 문비간 4.94㎧의 편차가 발생하였다. 반면 실시설계안의 경우 배수문 상ㆍ하류에서 3.28~4.44㎧의 값을 나타내어 좌ㆍ우측 문비간 유속편차는 1.16㎧로 기본계획안에 비해 상당히 개선된 것을 알 수 있었다.
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수리모형실험을 통한 낙동강 23공구 가동보의 통수능 검토
송현구 ( Hyungu Song ),박병준 ( Byongjun Park ),곽경일 ( Gyeongil Kwak ),김하집 ( Hajip Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
하천에 설치되는 보 구조물은 평시에는 수량을 유지함으로서 용수를 확보하고, 수변공간으로서의 기능을 하되, 강우시 홍수가 유역으로 유입되더라도 안전하게 배제시켜 침수로부터 피해를 입지 않도록 설계되어야 한다. 본 연구의 대상인 4대강 살리기 낙동강 23공구(강정보)에서 그러한 기능을 융통성 있게 해 주는 것이 가동보인데, 수리모형실험을 통한 통수능 검토가 필요하며, 그에 따른 성과물은 가동보 운영지침 마련에 기초자료가 된다. 낙동강 23공구의 가동보는 모두 2련이며, 가동보 운영조건에 따른 방류능력 검토실험은 좌측 가동보만 운영하는 경우, 우측 가동보만 운영하는 경우, 좌ㆍ우측 가동보 모두 운영하는 경우로 나누고, 각 경우에 대해 가봉보가 모두 상승한 상태에서 2m씩 하강시켜, 모두 하강한 상태에 도달할때까지 가동보를 조절하였다. 즉 가동보가 상승ㆍ하강 할 수 있는 범위는 10m 이므로 가동보의 조절은 각 경우에 대하여 5회 실시할 수 있다. 작동대상 가동보의 조절이 완료되면, 상류부 수위는 보의 최소 천단고로부터 1m 씩 상승시키고 하류부의 수위는 관리수위로 고정시키도록 하였으며, 정상류가 이루어졌을 때 통과되는 유량을 계측하였다.
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4대강 살리기 사업에 따른 낙동강 23공구(강정보) 수리현상 검토 -수리모형실험에 의한-
박병준 ( Byongjun Park ),송현구 ( Hyunku Song ),곽경일 ( Gyeongil Kwak ),김지성 ( Jisung Kim ) 한국농공학회 2011 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2011 No.-
본 과업의 목적은 강 중심의 지역발전, 친수환경조성, 유기적 홍수방어 및 풍부한 수자원확보를 목적으로 신설되는 하천시설 공사 세부설계(4대강 살리기 낙동강 23공구)에 필요한 수리적 정보를 얻기 위하여 다기능 보의 상ㆍ하류와 합류부 등의 제반 수리현상에 대한 물리실험을 축소모형으로 수행하고 각 특성을 규명하여 다기능 보의 방류능력과 안정성 및 구조물의 적정성을 검토함으로써 경제적이고 안전한 설계를 위한 기초자료를 제공하는데 있다. 관심영역은 다기능 보와 그 하류에 위치한 지류와의 합류부이므로 모형재현 영역은 낙동강 23공구 중 강정보 설치지점을 중심으로 하여 상류방향 1.1㎞, 하류방향 1.5㎞로 총 2.6㎞를 모형으로 재현하고, 상류방향 0.9㎞, 하류방향 1.3㎞로 총 2.2㎞의 범위에서 물리량 계측을 실시하였다. 또한, 지류인 금호강의 경우 합류부 기점 0.7㎞까지 모형으로 재현하고, 합류부 기점 0.5㎞ 범위에서 물리량을 계측하였다. 2년 빈도, 5년 빈도, 10년 빈도 조건의 홍수가 유입되는 상황에서는 가동보가 개방된 경우에 고수부지로의 범람이 발생하지 않으며, 가동보로의 방류유속은 2년 빈도 홍수조건일 때가 가장 큰 것으로 나타나, 최대 7.63㎧의 유속을 보여 주었다. 홍수량이 커질수록 가동보로의 방류유속은 감소하는 경향이 두드러지며, 10년 빈도 홍수조건에서의 가동보 방류유속은 최대 4.57㎧인 것으로 나타났다. 50년 빈도 조건의 홍수가 유입되는 상황에서는 가동보가 개방된 상태에서도 고수부지가 범람한다. 보 상류부 수위는 EL.(+)23.48m이며, 가동보로의 방류유속은 최대 3.79㎧인 것으로 나타났다. 설계조건인 100년 빈도 홍수가 유입될 경우의 하도 내 수리특성을 살펴보면, 과업구간의 수위는 EL.(+)23.50m~EL. (+)24.25m의 분포를 나타내었다. 보 상류와 하류의 횡단면 평균수위차는 0.35m였고, 보 구간을 제외한 하도구간의 수위변화는 미소하였다. 이와 같은 결과는 계산홍수위 EL.(+)24.20m와 동일하고, 제방고 EL.(+)26.70m보다 2.50m 낮은 값으로 치수적 관점에서 안전하다고 판단된다. 유속의 경우 1.0㎧~3.7㎧의 분포를 보여주었다. 가동보 직하류부의 최대유속은 4.2㎧로 측정되었다. 한편, 100년 빈도 조건의 홍수가 유입되는 상황에서 가동보가 고장 등으로 작동되지 않아 개방에 실패하는 경우에도 보 상류부 수위는 가동보를 개방한 경우에 비하여 0.1m 정도 상승한 EL.(+)24.30m에 도달하나, 제방고 EL.(+)26.70m보다 2.4m의 여유가 있어, 마찬가지로 치수적 관점에서 안전하다고 판단된다.
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