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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, Kwon Kyu,Woo, Hyo Seop 대한토목학회 1993 대한토목학회논문집 Vol.13 No.5
미공병단에서 개발된 하상변동계산모형인 HEC-6를 대청댐 하류의 금강에 적용하여 대청댐 축조에 따른 하류 하상의 변화를 살펴보았다. 대청댐은 금강의 중류에 위치하고 있으며, 댐 하류는 하상이 대부분 세사(細砂)와 중사(中砂)로 이루어져 있는 전형적인 충적하천으로 댐축조에 따른 하상변동이 예상되는 구간이다. 분석결과 댐 직하류 15km 구간은 대청댐 축조에 의해 하상이 2~3m 정도 현저하게 저하되었으며, 이 구간의 현재의 하상은 자갈과 호박돌 등에 의한 장갑화 현상에 의해 더 이상의 심각한 하상저하는 없을 것으로 예상된다. 또한, 연구대상구간내에는 대규모 골재채취로 인하여 국부적으로는 2m 이상이나 하상이 저하된 곳도 있다. 반대로, 대상구간의 하류부인 규암 수위표 상류 20km 인근의 하상은 0.5~1m 정도 상승하였다. 이 구간의 하상변동을 모의하기 위해 HEC-6 모형을 적용한 결과, 이 모형이 장기간의 하상변동을 비교적 적합하게 모의할 수 있음을 알 수 있었다. 또한, 추후 40년간의 하상변화를 모의한 결과, 이 구간은 장래에는 하상변동이 별로 없는 안정된 상태를 보이고 있다. 다만 중상류 일부 구간은 1~2m 내외의 하상저하, 하류구간은 0.5m 정도의 국지적 하상상승이 발생할 것으로 예상된다. The present study focuses on simulating river profile changes downstream of the Daecheong multipurpose dam by using the computer program HEC-6, which was developed by the United States Army Corps of Engineers. The dam locates at the Keum river, a typical alluvial stream, whose bed material is composed mostly of fine and medium sands. The study reveals that after the completion of dam, a 15 km long reach downstream from the regulatory dam was severely degraded by about 2~3 m. No further severe degradation of this reach is expected, however, because the river-bed of this reach has been well armored since then with gravels and cobbles. Some places in the study reach were degraded locally by 2 m, due mainly to the large-scale gravel mining activities in that reach. On the other hand, a 20 km long reach in downstream study reach is aggraded more or less by 0.5~1 m. Calculation by the computer program HEC-6 is close to measurement for the study river reach. According to the results by HEC-6, the study river reach would remain generally stable in the future, except a few places in the mid-upstream where further river-bed degradation of 1~2 m would occur and a few places in the far downstream where local river-bed aggradations of about 0.5 m would occur.