섬진강 하류의 하상변동 특성 분석 및 예측

전일권,김민환,Ceon. Ir-Kweon,Kim. Min-Hwan 한국방재학회 2009 한국방재학회논문집 Vol.9 No.1

섬진강 하류의 하상변동 특성 분석 및 하상변동을 예측함으로서, 하도 및 유역관리에 효과적으로 이용하도록 하였다. 하상변동 특성 분석에 필요한 자료(단면, 하상구성물질, 기점수위, 조도계수 등)는 섬진강하천정비기본계획에서 실측 및 분석한 것을 활용하였다. 또한 하상변동 예측은 HEC-6 모형으로 수행하였다. 본 연구의 주요 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 섬진강 하류 하상변동의 주요인은 수문인자의 변화에 따른 것이라기보다는 과도한 하상골재 채취 때문으로 판단된다. 마찰속도와 대표 입경의 관계와 무차원소류력과 대표입경의 관계를 토대로 하도안정성을 정성적으로 분석한 결과 섬진강 하류 하상은 대부분의 구간에서 상승하는 경향을 나타내고 있다. 섬진강 하도의 대부분의 지점에서 2003년의 하상구성물질은 1989년에 비해 자갈의 구성비가 높아지고 모래의 구성비가 작아졌다. 하상변동을 예측한 결과 섬진강 하류의 하상은 하구에서 약 9 km 지점까지 1.5 m 내외로 상승하고, <TEX>$9{\sim}21\;km$</TEX> 구간은 1 m 내외로 상승과 저하가 반복되며, <TEX>$22{\sim}25\;km$</TEX> 구간은 0.5 m 내외로 하강할 것으로 예상된다. 이러한 결과로 볼 때 섬진강 하류 구간의 하상은 대체로 점점 상승할 것으로 판단된다. 다만, 본 연구의 하상변동 예측은 인위적인 골재채취가 없다는 가정 하에 수행된 것이므로, 과거와 같이 하상에서 대규모 골재채취가 진행되면 본 연구의 예측 결과와는 상이하게 하상이 저하되는 결과를 초래할 것이다. It is to use effectively for stream channel and watershed management as the prediction and the analysis of bed changes characteristics in the Seomjin river downstream. The necessary data (section, bed composition material, pivot point water elevation, coefficient of roughness) with regard to analysis of the bed changes characteristics were based upon the survey data and analysis results in the Seomjin river maintenance basic plan. The prediction of bed changes was also completed with HEC-6 model. The study results were summarized as follows: The main factor of bed changes in the Seomjin river downstream can be decided by extreme extraction of bed aggregate rather than the change of hydrological data. According to the analysis of bed stability based on the relation between friction velocity and representative grain size, and the relation between dimensionless tractive force and representative grain size, the Seomjin river downstream appears to be increased overall. The bed composition material in the stream channel of the Seomjin river of 2003 year shows higher composition rate of gravel and lower composition rate of sand as compared to those of 1989 year. According to result that the prediction of bed changes, it is estimated that the bed will be risen approximately 1.5 m to the place up to 9 km from the estuary, have been repetitively risen and fallen up to 1 m to the place between <TEX>$9{\sim}21\;km$</TEX> section, and fallen about 0.5m to the place between <TEX>$22{\sim}25\;km$</TEX> section. As a result, the bed of the Seomjin river downstream can be decided to be risen gradually. However, since the prediction of this study is based on the assumption that there will be no forced aggregate picking, the bed changes can be much greater than expected when there is a massive aggregate picking as it had happened before.

강우 관측 자료를 이용한 대청댐 유역의 호우 추적

전일권(Ceon Ir Kweon) 대한토목학회 2001 대한토목학회논문집 A Vol.21 No.6A

지점 호우 모형의 매개상수 동정의 관한 기초 연구

이재형,전일권,조대현,Lee, Jae Hyoung,Ceon, Ir Kweon,Cho, Dae Hyun 대한토목학회 1992 대한토목학회논문집 Vol.12 No.2

Geogakakos와 Bras의 일차원 지점 강수량 모형이 전주지점 호우모형으로 적합한지를 검토하였다. 구름 물리학을 토대로 한 이 모형의 기본변수는 운정의 압력, 평균 상승 기류 속도, 운저의 평균 운적직경의 역수값 등인데, 입력변수에 의하여 매개상수화 된다. 매개상수는 Hooke와 Jeeves의 직접 탐색 알고리즘에 의하여 평가되었다. 그 결과 계산 강우량과 실측 강우량과의 평균 자승 오차를 최소화 하는데 평균 상승 기류 속도와 운저 운적직경에 관계된 매개상수가 크게 기여하였다. 이러한 수치실험에서, 계산 총강우량과 실측 총강우량의 편차는 크지 않았으나 시간분포는 상당한 차이를 보였다. We check up on whether the one-dimensional station precipitation model of Geogakakos and Bras is suitable to the storm model for Chonju station or not. The fundamental variables of the physically based model consists of the pressure at the cloud top, the hight-averaged updraft velocity(HAUV), and the inverse of the average diameter of the hydrometeors(ADH) at cloud base. And they are parameterized by input variables. The parameters are eastimated by the direct search algorithm of Hooke and Jeeves in this paper. The results show that HAUV and ADH are dominant factors to minimize root mean square error between the calculated and the observed rainfall. In this numerical analysis, the deviation between the calculated and the total observed rainfall is small, otherwise the gap for the time distribution is quite big.

Heavy Rainfall Prediction by the Physically Based Model

이재형,선우중호,전일권,황만하,Lee, Jae Hyoung,Sonu, Jung Ho,Ceon, Ir Kweon,Hwang, Man Ha Korean Society of Civil Engeneers 1994 대한토목학회논문집 Vol.14 No.5

지점 강우 과정을 물리적으로 모형화하였다. 모형의 입력 변수는 지상의 기상 변수이다. 모형의 성분은 관측치와 구름 물리학의 선행 연구를 토대로 매개 변수화되었다. 특별히 강조되는 것은 집적 효율을 평가하는 것이다. 수정 비대칭 모형의 수운적 크기 분포 함수를 적용한 결과 그 모형은 호우에 적합하였다. 모형에 포함된 주요 매개변수는 최적화 기법에 의하여 평가하였다. 강우 강도는 평가된 매개변수의 중앙값을 사용하여 예측하였다. A point heavy rainfall process is physically modeled. It uses meteorological variables at the ground level as its inputs. The components of the model are parameterized based on well established observations and the previous studies of cloud physics. Particular emphasis is placed on the efficiency of accretion. So we adopt the modified skew-symmetric model for hydrometeor size distribution function that is suitable for the heavy rain cloud. The dominant parameters included in the model are estimated by the optimization technique. The rainfall intensity is predicted by the model with the medium values of estimated parameters.

설계홍수량 추정을 위한 회귀모형의 독립변수 중요도 결정

김민환 ( Min-hwan Kim ),전일권 ( Ir-kweon Ceon ),정만 ( Mahn Chung ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.4

유역특성을 고려한 미계측 지점의 설계홍수량을 결정하기 위한 회귀모형을 구성하였다. 회귀모형의 적용을 위하여 보성강 수계를 상류권역, 주암댐권역(중간권역), 하류권역으로 나누었다. 우선, 보성강수계 74개 지방하천을 유역면적에 대해 Grubbs와 Beck 방법으로 이상치 검정을 수행하였다. 그 결과 72개의 자료가 정상적으로 평가되었다. 다중공선성 문제가 없도록 유역특성 변수인 독립변수를 단계선택법에 의하여 선정하고, 베타 방법에 의해 이 변수들의 중요도를 평가하였다. 각 권역의 유역변수 특성변수의 중요도가 상이하여 권역별로 설계홍수량에 영향을 주는 독립변수의 특성이 각기 다름을 알 수 있다. 각 권역에서 획득한 회귀모형의 상관계수는 0.98180∼0.99857이다. 비교적 보성강 권역의 상관계수는 높았으나 권역별로 구분한 모형의 상관계수 값이 1.0에 더 가깝다. Regression models were constructed to determine the design flood at ungaged point considering the characteristics of watershed. For application of regression models, the Bosung river system were divided into three regions, which are upstream region, Juamdam (middle) region and downstream region. Firstly, the outlier test was performed for the basin area of 74 Bosung local river by Grubbs & Beck method. As a result, the data 72 is normal. Choose the independent variables that is the watershed characteristics variables so that there may not be multicollinearity problem by stepwise selection method, we evaluated importance of this variables by beta method. Because importance of each region`s the watershed characteristics variables is different, we can know that the independent variables characteristics that influence to the design flood by region is different. The regression model`s the correlation coefficients acquired from 0.98666 to 0.99857 in each region. The correlation coefficient of the Bosung river region is relatively higher. Rather, the correlation coefficient of region models close to 1.0.

우량손실 패턴에 따른 유출수문곡선 특성

김민환 ( Min-hwan Kim ),전일권 ( Ir-kweon Ceon ),정재성 ( Jae-sung Jung ) 한국환경기술학회 2014 한국환경기술학회지 Vol.15 No.6

실무에서는 유출률을 유역 및 강우특성 등 복잡하고 많은 정보를 수집 및 분석하여 결정한다. 본 연구에서는 유출률을 단순하게 결정하는 방법을 제안하고 실무 적용성을 검증하고자 한다. 이를 위하여, 유출률을 기저유량을 토대로 결정하는 방법을 도입하고 우량손실 패턴을 선형으로 가정하여 물-탱크 모형으로 섬진강댐 유역의 유출수문곡선을 산정하고 이를 실측수문곡선과 비교하여 본 연구에서 제안한 우량손실 패턴의 실무 적용성을 검증하였다. 검증 방법은 실측 및 계산 수문곡선간의 평균제곱근오차, 첨두유량, 첨두유량발생시간 등을 분석하여 수행하였다. 우량손실 패턴은 W-지표법에서 획득한 우량손실 심도의 초기 값에 10%를 증가시키고 종기 값에 10%를 감소시켜 선형 변화하는 형태가 첨두유량, 첨두유량 발생시각 그리고 RMSE를 정규화한 값이 각각 1.009∼1.128, 1.0 그리고 0.892∼0.999 실측수문곡선에 가장 근접한다. In field runoff rate complicated and many information such as basin and rainfall special quality collection and analyze and decide. This research proposed method to decide runoff rate unartificially and wish to verify field application of this method. The runoff rate introduced method that is decided on the basis of base flow and the rainfall loss patten supposes linearly and the Sumjindam area relationship outflow hydrograph calculated by water-tank model. The rainfall loss patten`s field applicative that proposed in this research verified comparing the calculated outflow hydrograph with the observed outflow hydrograph. The verification method achieved analyzing root mean square error, the peak runoff discharge and the time of peak runoff discharge occurrence etc between observed and calculated runoff hydrograph. The rainfall loss patten changes linear that increase 10% in the rainfall loss depth`s initial value that acquire in W-index method and reduce 10% in end value. The peak runoff discharge, the time of peak runoff discharge occurrence and root mean square error normalize value by each 1.009∼1.128, 1.0 and 0.892∼0.999 to observed outflow hydrograph most approximate.

섬진강 하류 구간의 염도 변동 특성

정만 ( Mahn Chung ),전일권 ( Ir-kweon Ceon ) 한국환경기술학회 2009 한국환경기술학회지 Vol.10 No.4

감조하천에서 기수역의 설정은 하천 또는 유역관리계획을 수립하는데 필수적으로 고려해야하는 중요한 인자이다. 특히 하천 및 하류 항만의 형상이 인위적으로 변경된 섬진강 하류의 경우는 기수역 구간이 변동하므로 이를 상세하게 파악할 필요가 있다. 본 연구에서 섬진강 하류 구간의 기수역을 추정하기 위하여 염도 변동 특성을 분석하였다. 이를 위하여 RMA 모형을 사용하였다. 염도 추정 결과, 하구로부터 섬진강 상류로 15 km 구간에서 광양만 개발 전에 비해 개발 후의 염도가 0.01∼1.11 ‰ 증가하였다. 한편, 하구로부터 25 km 및 30 km 지점에서 염도를 추정한 결과 0.00∼0.02 ‰ 이다. 이 결과로 볼 때, 섬진강 하류구간의 염도는 섬진강 상류에서 유입하는 유량과 광양만의 조위에 영향을 크게 받는다. 따라서 섬진강 상류에서의 유입량 또는 광양만의 조위가 변경되는 상황이 발생하면 유역관리계획 등을 수립할 경우 이를 고려해야한다. 본 연구 성과를 종합해 볼 때 섬진강 하류의 기수역 상한 구역은 하구로부터 23 km 지점으로 판단된다. In tidal river, brackish water zone`s establishment is important factor that must consider compulsory for establish rivers or basin administration plan. Specially, the Seomjin river downstream reach`s case that shape of river and downstream harbor is changed by artificial need to grasp this detailedly for brackish water zone changes. In this research salinity change characteristics analyzed to estimate the Seomjin river downstream reach`s brackish water zone. Used RMA model for this at this research. Result that analyze, if compare before the Gwang-yang bay development in the Seomjin river upper 15km zone from estuary, the salinity after development increased 0.01∼1.1 1‰. The salinity of 25km and 30km zone from estuary is 0.0∼0.02‰. When see as this result, the Seomjin river downstream reach`s the salinity is influenced greatly flux and the Gwang-yang bay`s tide level that flow in the Seomjin river upstream. Therefore, if situation that the Seomjin river upstream`s inflow rate or the Gwang-yang bay`s tide level is changed happens, establishment person must consider this in case establish rivers or basin administration plan etc. According to result that synthesize this study result, brackish water zone upper limit zone at downstream reach of the Seomjin river Is judged from estuary to 23km.

섬진댐 유역의 계측 홍수수문곡선 잡음제거 관한 연구

김민환 ( Min-hwan Kim ),전일권 ( Ir-kweon Ceon ),김운중 ( Woon-joong Kim ) 한국환경기술학회 2015 한국환경기술학회지 Vol.16 No.6

유역의 강우-유출 특성을 파악할 수 있다면 신뢰성 있는 홍수관리대책을 수립할 수 있다. 계측 홍수 수문곡선은 그 유역의 강우-유출 특성을 파악하는데 중요한 자료로 활용될 수 있다. 그러나 계측 홍수 수문곡선은 대부분 진동성분인 잡음을 포함하고 있어 이의 제거가 필요하다. 본 연구에서는 섬진댐 지점에서 계측하고 있는 홍수수문곡선의 최적 잡음제거 방안을 도출하고자 한다. 이를 위하여 이동평균법(MAM; moving average method)을 개선한 가중이동평균법(WMAM; weight moving average method)과 KRE(kernel regression estimator) 방법을 제안하고 이의 적용성을 검증한다. 검증 방법은 제안한 방법으로 산정한 수문곡선과 계측 홍수수문곡선간의 평균제곱근오차(RMSE), 첨두유량, 첨두유량 발생시각 등을 비교 분석한다. 본 연구 결과 섬진댐 지점에서 계측한 홍수수문곡선의 잡음 제거는 KRE 방법이 MAM 이나 WMAM 방법보다 양호한 결과를 획득할 수 있다. 본 연구에서 제안한 KRE 방법은 섬진댐 계측 홍수수문곡선의 잡음 제거에 적합한 방법으로 판단되며 실무에 적용성이 높을 것으로 기대된다. We can establish reliable flood administration countermeasure if can grasp rainfall-runoff characteristics of basin. The observed flood hydrograph can be utilized to important data grasping rainfall-runoff characteristics of the basin. But, observed flood hydrograph includes noize that is most oscillating component and need this noise rejection. The purpose of this study is drawing flood hydrograph`s most suitable noise rejection method that is measuring at sumjindam site. The proposed WMAM(weight moving average method) and KRE(kernel regression estimator) method to improve MAM(moving average method) for this and verify adaptability of these method. This analyzes RMSE(root mean square error) between hydrograph and observed flood hydrograph, peak flow, peak flow occurrence time that is calculated by method to propose. In this study, noise rejection of observed flood hydrograph of sumjindam site by the KRE method than MAM or WMAM method, witch can acquired better result. KRE method to propose in this study is judged by suitable method to sumjindam site observed flood hydrograph`s noise rejection, adaptability is expected to be high to practical field.

배수갑문이 설치된 하천 하구에서 HYSIM을 이용한 기점홍수위 결정

김민환 ( Min-hwan Kim ),전일권 ( Ir-kweon Ceon ) 한국환경기술학회 2016 한국환경기술학회지 Vol.17 No.3

하천계획을 수립할 때 기점홍수위의 결정은 중요하다. 일반적인 기점홍수위 결정 방법에 대해서는 하천설계 기준에 제시되어 있다. 배수갑문이나 펌프가 있는 하구에서 기점홍수위를 결정하는 방법은 쉽지 않다. 본 연구에서는 배수갑문이 있는 하구에서 기점홍수위를 결정하는 새로운 방법을 제시하였다. 상업용 프로그램인 HYSIM은 수문분석용이며 실무에서 많이 사용되고 있다. 이 프로그램의 저수지/유수지 홍수추적 모형의 도구를 이용하여 배수갑문이 있는 하구에서 기점홍수위를 결정하는 방법을 제시하였다. 이 모형을 배수갑문과 펌프가 설치된 해리천 하구에 적용하였다. GATE 모형에 의한 결과와 빈도별로 비교하였다. 그 결과, 상대오차가 빈도별로 0.56~4.25%이었다. 실무에서 HYSIM을 이용하여 배수갑문이 있는 하구의 기점홍수위를 결정하는데 유용할 것으로 판단된다. When we establish a river plan, it is important to determine the water level of cardinal point. General a method for determining the water level of cardinal point is given in rivers design criteria. But the method to decide the water level of cardinal point in the river estuary with tidal gate and/or drain pump is not easy. In this study, we have proposed a new method to determine the water level of cardinal point in the estuary with tidal gate and/or drain pump. HYSIM is a commercial program for hydrologic analysis is widely used in practice. Using tools of flood routing model of a reservoir/detention pond in this program proposed a method for determining in maximum water level at the river estuary. This model was applied to Haeri river estuary with tidal gate and drain pump. The results were compared with GATE model for frequency. As a result, the relative error is 0.56-4.25% for frequency. In practice, HYSIM is thought to be useful for determination of water level of cardinal point in the river estuary with tidal gate and/or pump.

감수곡선을 이용한 탱크 모형과 매개변수 자동보정에 의한 유출 예측

김운중(Kim Woon Joong),김민환(Kim Min Hwan),전일권(Ceon Ir Kweon) 대한토목학회 2002 대한토목학회논문집 B Vol.22 No.6B