HEC-RAS를 이용한 수위비교

소개

HEC-RAS를 이용한 수위비교(대전천) 대학 논문

목차

1. HEC-RAS를 이용한 대전천 수위모의의 목적

2. HEC-RAS 이론적 배경
1.1 수면곡선식의 유도
1.2 표준축차법

3. 대 상 유 역
3.1 유역의 개황
3.2 유역의 특성
3.3 유역의 기하학적 특성
3.5 대상구간의 시설현황

4 수리․수문분석
4.1 홍수량 산정의 비교

5. 입력자료
5.1 입력 단면 자료의 비교
5.2 입력자료
5.3. 초기, 바닥조건
5.4 경계조건

6. 모의 결과
6.1 수의 모의

7. 결과값의 비교

본문내용

1. HEC-RAS를 이용한 대전천 수위모의의 목적

1) 하천 모델링에 필요한 전반적인 구성체계 습득한다.
2) 모델링에 필요한 자료수집 및 정리 요령 습득한다.
3) HEC-RAS의 사용법 습득한다.
4) HEC-RAS를 이용한 대전천을 모의한다.
5) 대전천 보고서별 장∙단점으로 논문에 적용할 데이터를 수집한다.

2. HEC-RAS 이론적 배경

Haest Methods 와 하천수리학(우효섭, 2001)에 나와있는 이론들을 정리하였다.
정상 부등류의 해석적 취급을 위해서는 흐름을 점변류와 급변류로 분류한다. 점변류는 흐름의 부등류성이 점진적이어서 상당한 흐름구간에 걸쳐 흐름의 특성이 변하며 경계면의 마찰손실을 반드시 고려해서 해석해야하고 하천단면과 하상경사의 불규칙성 및 하천구조물의 영향등으로 자연하천내의 흐름상태는 홍수시를 제외하면 통상 이유형의 흐름에 속한다. 즉, 거리에 따른 흐름의 변화와 그 영향이 비교적 짧은 거리에 걸쳐 나타나는 흐름을 말한다.

점변류의 해석에 기본적인 가정이 필요하다.
1. 수로 바닥의 경사는 작다.
2. 수로는 비교적 균일하여 에너지 계수와 조도계수는 모든 단면에 대해 같고, 특히 조도계수는 수심에 대해 변하지 않는다.
3. 측방으로부터 유입과 유출은 없다.
4. 수로 단면에서 압력 분포는 정수압이다.
5. 마찰식으로 정상 등류의 마찰식을 이용할 수 있다.

기본이 되는 식들은 수면곡선식과 표준축차법이 사용되었다.



“2000년 3대하천 시설물 안정성 검토”에서는 조도계수 선정시
① 하도상황 및 하도재료의 의한 추정
② 수위-유량자료를 이용한 추정
③ 홍수흔적을 조사하여 부등류계산에 의한 추정
이렇게 3가지의 추정근거로 조도계수(n값)을 산정하였으며 특이한 점은 잠수교 지점에서의 하상 조도계수는 0.015로 아주 낮은 조도계수를 채택하였다.
“2006년 대전천․유등천 생태 복원 조성 기본설계”보고서에 따르면 이제까지와는 다르게 Chow(1959)가 제안한 조도계수를 적용하였다. 이 조도계수는 다양한 표면 조건에 대한 평균적인 n값을 표 3.2와 같이 제시하였다. 인공수로의 경우 한 수로에서 대부분 단면형이 균일하고 수로 재료가 일정하기 때문에 이 표에서 제시하는 값의 적용이 더욱 타당하다고 하겠다. 그러나 자연하천의 경우 단면형은 물론 경계면의 재질이 다양하기 때문에 이표에 나온 조도계수의 신뢰도는 많이 떨어진다 볼수있다.

참고자료

· 1) HEC-RAS. "Floodplain Mondeling using Hec-Ras" Federal Emergency Management
· Agency(1995)
· 2) US Army Cops of Engineers(미공병단), HEC-RAS (The Hydrologic Engineering Center's River Analysis System), version 2.2, Hydrological Engineering Center, Davis, Calif., 1998
· 3) Chow, V. T., Open-Chennel Hydraulics, McGraw-Hill Book Co., New york, 1959
· 2) 대전천 정비기본계획 (1986), 건설교통부
· 3) 3대하천 시설물 안정성 검토 및 방제 대책 수립 보고서(2000.4), 대전시
· 4) 대전천"유등천 생태 복원 조성 기본 설계(2006. 1), 대전시
· 5) 이영화, 이창수, 2004, HEC-RAS를 이용한 수위-유량곡선의 개선방안.,
· 한국환경과학회지,13(9),759 ~ 765.
· 6) 우효섭 (2001). 하천수리학. 청문각. pp. 135-184
· 7) 윤용남(1999). 수리학. 청문각. pp.
· 8) 윤용남 (2003). 공업수문학. 청문각, pp. 245-419