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FLOW-3D를 이용한 자연형 어도 수리학적 특성 분석
정석일 ( Seokil Jeong ),송현구 ( Hyungu Song ),김지성 ( Jisung Kim ),김원장 ( Wonjang Kim ),김재옥 ( Jaeok Kim ) 한국농공학회 2013 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2013 No.-
하천 횡단 수공구조물인 보나 낙차공은 구조물 상ㆍ하류 생태계의 단절을 발생시켜 회귀성 어류 등 하천 생물의 생존을 위협하고 있기 때문에, 최근 하천 설계는 자연형 하천조성사업과 같이 하천의 치수 및 이수뿐만 아니라 생태학적인 면까지 고려하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 이러한 노력의 일환으로 본 연구에서는 자연형 어도를 설계하였고, FLOW-3D를 이용하여 수리학적인 특성을 분석하였다. 그림 1과 그림 2는 본 연구에서 설계한 어도의 형상으로 사행횟수를 다르게 하여 Type-I(사행 1번)과 Type-II(사행 3번)로 나누었다. 어도는 격벽 구간(A구간)과 콘크리트기둥 구간(B구간)으로 나뉘며, 총 길이는 200 m이다. A구간과 B구간의 바닥은 모래와 콘크리트이며, 이를 재현하기 위해 조도계수를 각각 다르게 하여 수치모의를 수행하였다. 수치모의는 평시를 가정하였으며, 수치모의 시간은 1,500초로 정상상태에 도달하였다. 그림 2와 3은 수치모의 결과로 Type 1과 Type 2의 B부분에서 국부적인 차이를 보이지만 전체적으로 유사한 흐름특성을 보이는 것으로 나타났다. A-03과 B-03부분을 제외한 전 구간에서 1.0 m/sec 이하의 유속이 발생하여 어류의 돌진속도와 비교하였을 때, 이동하는 것에는 큰 무리가 없는 것으로 나타났으며, A-03과 B-03 경계부근에서는 유속이 약 2.0 m/sec 으로 상대적으로 크게 발생하였지만, 격벽의 크기를 줄여 통수단면적을 크게 해 주거나, A-03 말단의 수위와 B-03 유입부 수위의 차이를 줄여준다면 충분히 어도의 기능을 수행할 것으로 판단된다.