저수지 내 장기퇴사 및 배사효과 모의

노준우,이경수,허영택,김영성,Noh. Joonwoo,Lee. Kyungsu,Hur. Youngteck,Kim. Youngsung 한국방재학회 2014 한국방재학회논문집 Vol.14 No.4

본 연구에서는 파키스탄 파트린스 저수지를 대상으로 상류유입 유량, 유사 및 수문 운영에 따른 장기 퇴적양상을 EFDC 3차원 모형을 이용하여 모의하고 배사문 운영에 의한 배사효과를 분석하였다. 5년 동안 모의한 결과 플러싱을 실시하지 않은 경우 저수지 유심부의 퇴적이 약 10 m에 달하였으나 최대유량 직후 플러싱을 시행함으로써 배사문을 통한 퇴적토 배출이 가능함을 알 수 있었다. 플러싱을 시행하면 배사수로가 형성되고 형성된 수로를 따라서 배사가 활발히 이루어지는 것으로 모의되었고 이는 기존 저수지 배사의 물리적 특성을 잘 반영하는 것으로 판단된다. 모의결과로부터 취수구 전단부에서의 입도분포와 특정입경을 가지는 유사의 도달여부 등 다양한 정보를 얻을 수 있었으며 향후 저수지 운영에 필요한 기초자료로 활용도가 높을 것으로 기대된다. This paper presented long-term reservoir sedimentation in the Patrind Reservoir of Pakistan and evaluation of the sediment flushing based on the gate operation corresponding to the upstream discharge and sediment inflow using EFDC 3 dimensional hydrodynamic model. Simulated for five years, the invert level in the middle reach of the reservoir increased up to 10m without flushing, while 5 days flushing after the peak flow in each year contributes to release accumulated sediment through flushing gate. Sediment flushing occurs mainly through the channel formulated during flushing operation. From the results of EFDC simulation it is possible to estimate the fraction of the particle size distribution which exceed 0.2 mm deposited in front of the intake facility since it is known to result in significant turbine damage. The results of this study will contribute to establish a sound reservoir operation plan considering efficient sediment management.

수치모형을 이용한 동화천 감세공 효과분석

노준우(Joonwoo Noh),이배성(Baesung Lee) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

1차원 비정상 수질모형을 이용한 플러싱방류에 따른 수질개선 효과 분석

노준우(Noh Joonwoo),정성태(Jung Sungtae),조영현(Cho Younghyun),성영두(Sung Youngdu) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

저수지 운영모형과 연계한 일별 하천수질모의

노준우(Noh Joonwoo),김재희(Kim Jaehee),강신욱(Kang ShinUk),정성태(Jung Sungtae) 대한토목학회 2008 대한토목학회 학술대회 Vol.2008 No.10

소양강 댐 직하류 하천의 식생 영향에 의한 통수능 분석

노준우(Noh Joonwoo),신현호(Shin Hyunho),김호준(Kim Hojoon) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 B Vol.30 No.6B

최근, 하천변에 분포된 식생관리는 하천의 안정성 뿐만 아니라 하천복원을 위해서도 매우 중요하다. 통상 하천변에 분포된 식생에 의하여 수리학적 저항이 증가되고 통수능이 감소되어 제방 범람을 초래한다. 본 논문에서는 1차원 및 2차원 수리해석 모형을 활용하여 소양강 댐 하류하천을 대상으로 서로 상이한 식생분포에 해당하는 조도계수를 적용함으로써 식생에 의한 제방월류 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 3가지 상이한 조도계수 즉, 관목부, 교목부, 그리고 주수로 부로 구분하여 해당되는 조도계수를 현장측정을 통해 작성한 식생도를 바탕으로 모형에 반영하여 이들에 의한 영향을 고려하였다. 전체적으로 식생에 의하여 약 0.1 m - 0.7 m 수위가 상승하는 것으로 모의되었으며 월류에 취약한 제방의 경우 범람방지를 위해 적절한 대책이 필요한 것으로 분석되었다. Recently management of vegetation distributed in the watercourse is very important not only for safety but also for river restoration. In general, vegetations in the watercourse increase hydraulic resistance and accordingly decrease conveyance capacity which may yield levee overflow. This paper simulates water level rise using 1D and 2D hydro dynamic model to check the possibility of overflow in downstream of the Soyang Reservoir by assigning different roughness coefficient corresponding to different types of vegetation. In this study, 3 different vegetation types of tree, shrub, and main channel were considered and corresponding Manning's roughness coefficient n was assigned based on the vegetation map generated from the site investigation. As results, the water level raised about 0.1 to 0.7 m comparing with the case without considering vegetation and a proper measurements is necessary where overflow occurs due to low level levee.

SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 I: 목적함수에 따른 불확실성 분석

유지수,노준우,조영현,Yu, Jisoo,Noh, Joonwoo,Cho, Younghyun 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.1

This study aims to quantify the uncertainty that can be induced by the objective function when calibrating SWAT parameters using SWAT-CUP. SWAT model was constructed to estimate runoff in Naesenong-cheon, which is the one of mid-watershed in Nakdong River basin, and then automatic calibration was performed using eight objective functions (R², bR², NS, MNS, KGE, PBIAS, RSR, and SSQR). The optimum parameter sets obtained from each objective function showed different ranges, and thus the corresponding hydrologic characteristics of simulated data were also derived differently. This is because each objective function is sensitive to specific hydrologic signatures and evaluates model performance in an unique way. In other words, one objective function might be sensitive to the residual of the extreme value, so that well produce the peak value, whereas ignores the average or low flow residuals. Therefore, the hydrological similarity between the simulated and measured values was evaluated in order to select the optimum objective function. The hydrologic signatures, which include not only the magnitude, but also the ratio of the inclining and declining time in hydrograph, were defined to consider the timing of the flow occurrence, the response of watershed, and the increasing and decreasing trend. The results of evaluation were quantified by scoring method, and hence the optimal objective functions for SWAT parameter calibration were determined as MNS (342.48) and SSQR (346.45) with the highest total scores.

SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 II: 모의 실행 및 반복 횟수에 따른 불확실성 분석

유지수,노준우,조영현,Yu, Jisoo,Noh, Joonwoo,Cho, Younghyun 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.5

본 연구에서는 SWAT-CUP 프로그램을 이용한 SWAT 모형 매개변수 검·보정 수행 시 적은 계산 소요시간으로 모의 성능을 극대화할 수 있는 매개변수 보정 방안을 결정하기 위해 모의 실행 횟수에 따라 Case1~3(250, 500, 1,000번) 및 Case4(초기 1,000번, 이후 500번)로 구분하고, 이들 모의의 반복에 따른 보정 결과를 비교하였다. 선정한 목적함수에 대하여 모의 성능을 평가한 결과 각 모의 수행의 4번째 반복 이후 Case2와 Case3의 목적함수가 같은 값(MNS 0.64)에 도달했으며, 8번째 이후부터는 Case1의 목적함수도 유사한 값에 도달하는 것을 확인하였다. 그러나 매개변수의 최종 산정 값은 Case1~3이 모두 상이하게 나타났으며, Case3과 Case4의 결과만 유사하게 수렴되는 것을 확인하였다. 이의 분석을 통해 보정 결과는 매개변수 값 산정을 위한 초기 모의 실행 횟수에 큰 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. 반면, 초기의 매개변수 변화 폭과는 다르게 이의 반복을 통한 SWAT 모의 수행 결과는 크게 달라지지 않았다. 이와 같은 결과를 종합하여 Case4와 같이 1,000번 이상의 충분한 모의 실행 횟수 설정 후 초기 1-2회 정도 반복 수행하고, 그 이후는 모의 횟수를 줄여서 반복하는 것을 가장 효율적인 SWAT-CUP을 이용한 SWAT 모형 검·보정 방안으로 제시할 수 있었다.

기상레이더 강수량 추정 값의 댐 유역 홍수 유출모의 적용

조영현,우수민,노준우,이을래,Cho, Yonghyun,Woo, Sumin,Noh, Joonwoo,Lee, Eulrae 한국수자원학회 2020 한국수자원학회논문집 Vol.53 No.3

본 연구에서는 국내 산지지형을 대표하며, 타 댐 유역에 비해 비교적 수문(수위/유량)관측소와 자료가 많은 용담시험유역에 기상레이더 강수량 추정 값(RAR)을 적용해 산지지형 댐 유역에서 강우의 시공간적 변동성과 이에 따른 홍수량의 정확한 분석을 통해 홍수 시 댐 유입량의 정확한 산정 등에 활용할 목적으로 홍수 유출모의를 수행하였다. 모의에는 최근 5년(2014~2018년) 동안 발생한 비교적 독립적인 총 8개의 홍수사상을 적용하였으며, 모형은 HEC-GeoHMS와 ModClark 방법을 통해 분포형 강우를 적용할 수 있는 비교적 간단한 모형인 HEC-HMS를 활용하였다. 아울러 이 과정에서 레이더 강수량의 모형적용을 위해 NCL 및 Python 기반의 자료처리 스크립트 프로그램을 개발하여 활용하였다. 연구 결과로서 기상레이더 강수량 추정 값(RAR)이 관측에 비해 다소 과소 추정(R² 0.86)된 것을 알 수 있었고, 기존 지점관측 기반 유역평균 강수량을 사용한 방법과의 비교에서는 레이더 강수량을 적용한 모형이 유역의 강우-유출 도달시간 등과 관련된 매개변수 값의 큰 조정 없이도 홍수유출을 효율적으로 (8개모의 평균 E_NS 0.863, R² 0.873, 그리고 PBIAS 7.49%) 잘 모의하는 것을 파악할 수 있었다. In this study, we applied the Radar-AWS Rainrates (RAR), weather radar-based quantitative precipitation estimations (QPEs), to the Yongdam study watershed in order to perform the flood runoff simulation and calculate the inflow of the dam during flood events using hydrologic model. Since the Yongdam study watershed is a representative area of the mountainous terrain in South Korea and has a relatively large number of monitoring stations (water level/flow) and data compared to other dam watershed, an accurate analysis of the time and space variability of radar rainfall in the mountainous dam watershed can be examined in the flood modeling. HEC-HMS, which is a relatively simple model for adopting spatially distributed rainfall, was applied to the hydrological simulations using HEC-GeoHMS and ModClark method with a total of eight independent flood events that occurred during the last five years (2014 to 2018). In addition, two NCL and Python script programs are developed to process the radar-based precipitation data for the use of hydrological modeling. The results demonstrate that the RAR QPEs shows rather underestimate trends in larger values for validation against gauged observations (R² 0.86), but is an adequate input to apply flood runoff simulation efficiently for a dam watershed, showing relatively good model performance (E_NS 0.86, R² 0.87, and PBIAS 7.49%) with less requirements for the calibration of transform and routing parameters than the spatially averaged model simulations in HEC-HMS.

전자파표면유속계를 이용한 하천유량측정의 적용범위 확장을 위한 고성능 범용 전자파표면유속계의 개발

김영성,원남일,노준우,박원철,Kim, Youngsung,Won, Nam-Il,Noh, Joonwoo,Park, Won-Cheol 한국수자원학회 2015 한국수자원학회논문집 Vol.48 No.8

홍수기 유량측정의 어려움을 극복하고자 물과 비접촉식으로 유속을 측정하여 유량을 산정하는 전자파표면유속계를 개발하여 실무에 적용하고 있다. 기존에 사용 중인 전자파표면유속계는 홍수용으로 연중 활용도가 낮아 이의 활용도를 높이고자 전자파표면유속계의 성능개선을 통하여 유속측정범위를 확장하여 평 갈수기에도 하천 유량측정이 적용할 수 있게 하였다. 즉 기존 홍수용 전자파표면유속계의 유속측정범위가 0.5~10.0m/s이었던 반면, 금번 개발된 고성능 범용 전자파표면유속계는 0.03~20.0m/s로 홍수기뿐만 아니라 평수기에 유속측정이 가능하도록 성능을 개선하였다. 전자파표면유속계를 이용한 저유속의 측정을 위해서 필요한 요소를 조사한 결과, 송신신호의 수신단 유입을 차단하여 저유속의 미세한 수신신호에 대한 검출능력을 향상할 수 있도록 송수신 격리도의 개선, 이와 함께 공진기의 위상잡음 특성개선이 저유속의 검출에 필수사항임을 파악하였다. 따라서 이를 감안하여 안테나의 송신부와 수신부가 분리된 안테나를 개발함으로써 송수신 격리도를 개선하였고, 기존 공진기의 위상잡음 특성을 개선하기 위하여 위상고정주파수합성기를 공진기로 적용함으로써 저유속 검출 성능을 개선하였다. 또한 고성능 범용 전자파표면 유속계의 사용편의성 증진을 위하여 안테나의 소형, 경량화 제작을 가능토록 하고자 사용주파수(10 GHz$\rightarrow$24GHz)를 변경하였다. 이와 더불어 기존 전자파표면유속계 사용자들의 개선요구사항-측정유속 안정화, 자체점검기능, 저전력, 방수 방습-을 반영함으로써 현장에서 유량측정하기에 간편한 기기로 개발하였다. To overcome the difficulties of discharge measurements during flood season, MWSCM(micowave water surface current meter) which measures river surface velocities without contacting water has been applied in field work since its development. The existing version of MWSCM is for floods so that its applicability is low due to the short periods of floods. Therefore the renovative redesign of MWSCM to increase the applicability was conducted so that it can be applied to the discharge measurements during normal flows as well as flood ones by extending the measurable range of velocity. A newly developed high-performance MWSCM for general use can measure the velocity range of 0.03-20.0 m/s from flood flows to normal flows, whereas MWSCM for floods can measure the velocity range of 0.5-10.0 m/s. The improvement of antenna isolation between transmitter and receiver to block the inflow of transmitted singals to receiver and the improvement of phase noise of oscillator are necessary for detecting low velocity with MWSCM technology. Separate type antenna of transmitting and receiving signals is developed for isolation enhancement and phase locked loop synthesizer as an oscillator is applied to high-performance MWSCM for general use. Microwave frequency of 24 GHz is applied to the new MWSCM rather than 10 GHz to make the new MWSCM small and light for convenient use of it at fields. Improvement requests on MWSCM for floods-stable velocity measurement, self test, low power consumtion, and waterproof and dampproof-from the users of it has been reflected on the development of the new version of MWSCM.

Monte Carlo 모의 및 수치해석 모형을 활용한 하천 유량 추정기법의 개발

강한솔,안현욱,김연수,허영택,노준우,Kang, Hansol,An, Hyunuk,Kim, Yeonsu,Hur, Youngteck,Noh, Joonwoo 한국수자원학회 2022 한국수자원학회논문집 Vol.55 No.4

Since the frequency of heavy rainfall is increasing due to climate change, water levels in the river exceed past historical records. The rating-curve is to convert water level into flow dicscharge from the regression analysis of the water level and corresponding flow discharges. However, the rating-curve involves many uncertainties because of the limited data especially when observed water level exceed past historical water levels. In order to compensate for insufficient data and increase the accuracy of flow discharge data, this study estimates the flow discharge in the river computed mathematically using Monte Carlo simulation based on a 1D hydrodynamic numerical model. Based on the existing rating curve, a random combination of coefficients constituting the rating-curve creates a number of virtual rating curve. From the computed results of the hydrodynamic model, it is possible to estimate flow discharge which reproduces best fit to the observed water level. Based on the statistical evaluation of these samples, a method for mathematically estimating the water level and flow discharge of all cross sections is porposed. The proposed methodology is applied to the junction of Yochoen Stream in the Seomjin River. As a result, it is confirmed that the water level reproducibility was greatly improved. Also, the water level and flow discharge can be calculated mathematically when the proposed method is applied.