수리모형을 이용한 자연하천 벌집셀 호안의 소류력 기반 안정성 평가 = Tractive-Force-Based Stability Assessment of Honeycomb-Cell Revetments in Natural Rivers Using Hydraulic Model

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 친환경 하천 정비 공법으로 주목받고 있는 벌집셀(Honeycomb-Cell) 호안의 수리적 안정성을 평가하고, 실제 하천 유역인 장안천에 적용하여 그 타당성을 검증하는 것을 목적으로 한다. 이를 위해 2차원 천수방정식 기반의 HEC-RAS 2D 모형을 구축하고, 기존 수리모형실험 결과와의 비교를 통해 모형의 신뢰성을 검증하였다. 검증된 모형을 바탕으로 장안천유역에 80년 및 100년 빈도 홍수 시나리오를 적용하여 구간별 유속과 소류력을 산정하였다. 분석 결과, 100년 빈도 홍수 시발생하는 최대 유속은 4.41 m/s, 최대 단위 소류력은 14.52 kgf/m2로 나타났다. 이는 벌집셀 호안의 허용 한계인 유속 5.0 m/s와소류력 30 kgf/m2 이내의 값으로 나타나, 벌집셀 호안이 극한의 홍수 사상에서도 충분한 수리적 안정성을 확보할 수 있음을시사한다. 본 연구는 실험적 검증과 수치해석적 적용을 연계하여 벌집셀 호안의 공학적 설계 기준을 제시하였다는 데 의의가있다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This study aims to evaluate the hydraulic stability of the Honeycomb-Cell revetment, an emerging eco-friendly river improvement technique, and to verify its feasibility through application to the actual Jangan-cheon watershed. To this end, a HEC-RAS 2D model based on two-dimensional shallow water equations was constructed, and its reliability was verified by comparing simulated results with data from previous hydraulic model experiments. Using the verified model, flow velocities and tractive forces were calculated for 80-year and 100-year return period flood scenarios in the Jangan-cheon basin. The analysis revealed that under the 100-year flood condition, the maximum flow velocity was 4.41 m/s, and the maximum unit tractive force was 14.52 kgf/m2. These values are within the allowable limits of the Honeycomb-Cell revetment (allowable velocity: 5.0 m/s, allowable tractive force: 30 kgf/m2), indicating that the revetment ensures sufficient hydraulic stability even under extreme flood events. This study is significant as it presents engineering design standards for the Honeycomb-Cell revetment by integrating experimental verification with numerical application.