개수로에서의 부정류 수문곡선 재현을 위한 유량공급장치의 개발 및 정확도 분석 (Development and Accuracy Analysis of the Discharge-Supply System to Generate Hydrographs for Unsteady Flow in the Open Channel)

서지정보

· 발행기관 : 한국수자원학회
· 수록지 정보 : 한국수자원학회 논문집 / 45권 / 8호 / 783 ~ 794페이지
· 저자명 : 김서준, 김상혁, 윤병만, 지운

초록

시간에 따른 하도의 수위 및 유량 변화에 영향을 많이 받는 수리구조물의 설계에 있어서 부정류 흐름 해석은 반드시 필요하다. 일반적으로 부정류 흐름 해석에는 수치모형이 많이 활용되고 있으나 수치모형의 검·보정을 위한 현장 자료의 획득이 어려운 경우가 많다. 또한 자료구축이 가능하더라도 인력과 비용이 많이 소모되며, 측정 정확도를 신뢰하기 어려운 경우가 많다. 이러한 경우 수치모형의 검·보정을 위해 부정류 수리실험을 통해 획득되는 자료를 활용하는 것이 대안이 될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 형태의 부정류 수문곡선을 실험에서 재현할 수 있는 유량공급장치를 개발하고자 하며, 개발된 부정류 유량공급장치를 이용하여 수리실험 수로에서 재현되는 수문곡선과 목표 수문곡선을 비교 분석함으로써 재현 정확도를 정량적으로 평가하고자 한다. 본 연구에서는 유량이 급격하게 증가 또는 감소하는 사각형 형태, 첨두 유량 발생 시간이 짧은 삼각형 형태 및 일반적인 홍수 수문곡선 형태의 종(bell) 형태 수문곡선을 대상으로 재현 오차 및 Root Mean Square Error (RMSE)를 분석하였다. 재현 정확도 분석 결과, 사각형 형태의 수문곡선 재현 오차는 약 59% 정도로 가장 크게 나타났으며, 삼각형 형태의 수문곡선은 단일첨두와 이중첨두 형태 모두 약 10% 정도의 재현 오차가 나타났지만 홍수 수문곡선 형태인 종 모양의 수문곡선의 재현 오차는 최대 2% 이내인 것으로 나타났다.

영어초록

The analysis for unsteady flow is necessary to design the hydraulic structures affected by water level and discharge changes through time. The numerical model has been generally used for unsteady flow analysis, however it is difficult to acquire field data to calibrate and validate the numerical model. Even though it is possible to collect field data for some case, high cost and labor are required and sometimes it is considered that the confidence of measured data is very low. In this case, the experimental data for unsteady flow can be used to calibrate and validate the numerical model as an alternative. Therefore, the discharge-supply system which could generate various type of unsteady flow hydrograph was developed in this study. Also, the accuracy of the unsteady flow hydrograph generated by developed discharge- supply system in the experiment was evaluated by comparing with target hydrograph. Accuracy errors and Root Mean Square Error(RMSE) were analyzed for the rectangular-type hydrograph with sudden changes of flow, triangular-type hydrograph with short peak time, and bell-type flood hydrograph. As a result, the generating error of the discharge-supply system for the rectangular-type hydrograph was about 59% which was maximum error among various types. Also, it was represented that RMSE for the triangular-type hydrographs with single and double peaks were approximately corresponding to 10%. However, RMSE for the bell-type flood hydrograph was lower than 2%.

참고자료

· 없음