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표제지
목차
국문요약 10
제1장 서론 11
1.1. 연구 배경 및 목적 11
1.2. 연구 내용 및 범위 12
1.3. 문헌 연구 13
제2장 모형의 선정 및 기본 이론 18
2.1. 1차원 하천 해석 수치모형의 비교 및 선정 18
2.1.1. FLDWAV 모형 18
2.1.2. HEC-RAS 모형 19
2.1.3. MIKE 11모형 19
2.1.4. 모형의 비교 및 선정 20
2.2. 선정 모형의 기본 이론 22
2.2.1. 기본 방정식 22
2.2.2. 유한차분법(Finite Different Approach) 25
제3장 연구 대상 지역 현황 31
3.1. 유역의 일반 현황 31
3.1.1. 지리적 현황 31
3.1.2. 유역면적 32
3.2. 수문 현황 33
3.2.1. 강수량 33
3.2.2. 조위현황 35
제4장 모형의 입력 자료 구성 및 검증 36
4.1. 모형의 입력 자료 구성 36
4.1.1. 1차원 평면 네트워크 구성 36
4.1.2. 대상 하천의 횡단면 구성 37
4.1.3. 상 · 하류경계조건 구성 40
4.2. 모형의 검증 43
4.3. 수치 실험 조건 및 분석 방법 44
4.3.1. 수치 실험 조건 44
4.3.2. 수치 실험 분석 방법 46
제5장 강화해협 폐쇄에 따른 흐름 특성 변화 47
5.1. 1990년 홍수 시의 흐름 특성 변화 47
5.1.1. 1990년 홍수 시의 수위 변화 47
5.1.2. 1990년 홍수 시의 유속 변화 50
5.2. 평수기의 흐름 특성 변화 53
5.2.1. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m 일 때(창조 시) 53
5.2.2. 평수기 조위가 평균해면 일 때(창조 시) 54
5.2.3. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m 일 때(창조 시) 55
5.2.4. 평수기 조위가 고조시 일 때(낙조 시) 56
5.2.5. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m 일 때(낙조 시) 57
5.2.6. 평수기 조위가 평균해면 일 때(낙조 시) 58
5.2.7. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m일 때(낙조 시) 59
5.2.8. 평수기 조위가 저조시 일 때(낙조 시) 60
5.2.9. 평수기 조위가 창조기 및 낙조기일 때 수위와 유속 결과 비교 61
5.3. 200년 빈도 홍수에 따른 흐름 특성 변화 64
5.3.1. 빈도 홍수에 따른 수위 변화 분석 65
5.3.2. 빈도 홍수에 따른 유속 변화 분석 69
제6장 결론 76
참고문헌 78
ABSTRACT 83
표 2.1. 일차원 수치모형의 기능 및 제한 사항 21
표 3.1. 강화도의 월평균 강수량 현황 34
표 4.1. 하천별 단면 입력 데이터 39
표 4.2. 대상지역의 유역면적 및 유량 40
표 4.3. 대상지역의 조도계수 43
표 4.4. 강화해협 수로의 개방 · 폐쇄에 따른 실험조건 분류 45
표 4.5. 비교지점의 위치별 명칭 46
표 5.1. 1990년 홍수 시 지점별 최고 수위 결과 비교 48
표 5.2. 1990년 홍수 시 지점별 최고 유속 결과 비교 51
표 5.3. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m일 때(창조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 53
표 5.4. 평수기 조위가 평균해면 일 때(창조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 54
표 5.5. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m일 때(창조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 55
표 5.6. 평수기 조위가 고조시 일 때(낙조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 56
표 5.7. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m일 때(낙조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 57
표 5.8. 평수기 조위가 평균해면 일 때(낙조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 58
표 5.9. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m일 때(낙조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 59
표 5.10. 평수기 조위가 저조시 일 때(낙조 시) 지점별 최고 수위 결과 비교 60
표 5.11. 200년 빈도 정류해석에 따른 지점별 최고 수위 결과 비교 65
표 5.12. 200년 빈도 부정류해석에 따른 지점별 최고 수위 결과 비교 67
표 5.13. 200년 빈도 정류해석에 따른 지점별 최고 유속 결과 비교 70
표 5.14. 200년 빈도 부정류해석에 따른 지점별 최고 유속 결과 비교 72
그림 2.1. 수치해석을 위한 하천 횡단면의 사각형 분할 24
그림 2.2. 단면의 Grid 계산 26
그림 2.3. 6점법 Abbot scheme에서의 중심점 26
그림 2.4. 6점법 Abbot scheme에서 연속방정식의 중심점 27
그림 2.5. 6점법 Abbot scheme에서 운동량방정식의 중심점 29
그림 3.1. 대상지역의 인공위성 사진 32
그림 3.2. 과거 20년간 강화도 월평균 강수량(1990~2009년) 34
그림 3.3. 대상지역 내 조위표 35
그림 4.1. 강화해협 개방 및 폐쇄 시 한강하구의 네트워크 구성도 37
그림 4.2. 횡단면 입력 자료의 예시 38
그림 4.3. 한강하구의 단면 구성도 38
그림 4.4. 1990년 홍수 시 대상지역 수문곡선 41
그림 4.5. 1990년 홍수 시 인천항의 조위곡선 42
그림 4.6. 평수기 및 홍수기 해석에 사용된 인천항의 조위곡선 42
그림 4.7. 한강대교에서 공릉천 합류부까지 구간의 네트워크 43
그림 4.8. MIKE 11 수치해석과 HEC-RAS 수치해석 결과에 따른 수위 비교 44
그림 4.9. MIKE 11 모형을 이용한 수치해석 결과 비교 지점 46
그림 5.1. 강화해협 폐쇄에 따른 수위 및 유속 영향구간 47
그림 5.2. 1990년 홍수에 따른 수로 개방 시 수위 변화 종단도 49
그림 5.3. 1990년 홍수에 따른 수로 폐쇄 시 수위 변화 종단도 49
그림 5.4. 1990년 홍수에 따른 수로 폐쇄 전 · 후의 수위 결과 비교 50
그림 5.5. 1990년 홍수에 따른 수로 개방 시 유속 변화 종단도 51
그림 5.6. 1990년 홍수에 따른 수로 폐쇄 시 유속 변화 종단도 52
그림 5.7. 1990년 홍수에 따른 수로 폐쇄 전 · 후의 유속 결과 비교 52
그림 5.8. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m일 때(창조 시) 최고 수위 결과 비교 54
그림 5.9. 조위가 평균해면 일 때(창조 시) 최고 수위 결과 비교 55
그림 5.10. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m일 때(창조 시) 최고 수위 결과 비교 56
그림 5.11. 평수기 조위가 고조시 일 때(낙조 시)최고 수위 결과 비교 57
그림 5.12. 평수기 조위가 EL.(+)2.318m일 때(낙조 시) 최고 수위 결과 비교 58
그림 5.13. 평수기 조위가 평균해면 일 때(낙조 시) 최고 수위 결과 비교 59
그림 5.14. 평수기 조위가 EL.(-)2.318m일 때(낙조 시) 최고 수위 결과 비교 60
그림 5.15. 평수기 조위가 저조시 일 때(낙조 시) 최고 수위 결과 비교 61
그림 5.16. 평수기 조위가 창조기일 때 발생되는 수위 변화 차이 62
그림 5.17. 평수기 조위가 창조기일 때 발생되는 유속 변화 차이 62
그림 5.18. 평수기 조위가 낙조기일 때 발생되는 수위 변화 차이 63
그림 5.19. 평수기 조위가 낙조기일 때 발생되는 유속 변화 차이 64
그림 5.20. 200년 빈도 정류해석에 따른 수로 개방 시 수위 변화 종단도 66
그림 5.21. 200년 빈도 정류해석에 따른 수로 폐쇄 시 수위 변화 종단도 66
그림 5.22. 200년 빈도 정류해석에 따른 수위 결과 비교 67
그림 5.23. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 개방 시 수위 변화 종단도 68
그림 5.24. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 폐쇄 시 수위 변화 종단도 68
그림 5.25. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 폐쇄 전 · 후의 수위 결과 비교 69
그림 5.26. 200년 빈도 정류해석에 따른 수로 개방 시 유속변화 종단도 70
그림 5.27. 200년 빈도 정류해석에 따른 수로 폐쇄 시 유속변화 종단도 71
그림 5.28. 200년 빈도 정류해석에 따른 수로 폐쇄 전 · 후의 유속 결과 비교 71
그림 5.29. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 개방 시 유속변화 종단도 73
그림 5.30. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 폐쇄 시 유속변화 종단도 73
그림 5.31. 200년 빈도 부정류해석에 따른 수로 폐쇄 전 · 후의 유속 결과 비교 74
그림 5.32. 200년 빈도 해석 시 정류 및 부정류해석에 따른 수위 결과 비교 75
그림 5.33. 200년 빈도 해석 시 정류 및 부정류해석에 따른 유속 결과 비교 75
초록보기 더보기
한강하구지역의 강화해협은 한강, 임진강과 예성강의 강물이 흘러들어오는 하구형 수로로서 폭이 좁은 해협이며, 유속이 매우 빠른 특성을 갖는다. 또한 상당량의 유량이 주기적인 조석작용에 의하여 경기만으로 배출되고, 한강의 상류로부터 유입되는 상당량의 물질을 하구에 퇴적시키거나 하구에 인접한 외해역으로 배출하는 역할을 한다. 더불어 우리나라의 해상교통 요충지로서, 해협으로서의 역할을 해왔던 강화해협의 중요성을 인식하고 있으나 이에 대한 관련연구는 미비한 실정이기에 이에 따른 수리학적 측면에서의 연구 및 평가가 필요하다.
따라서 본 연구에서는 강화해협의 수로를 개방 또는 폐쇄하였을 때 한 강과 임진강의 수위·유속에 미치는 영향을 일차원 부정류 해석 프로그램인 MIKE 11모형을 이용하여 정류 및 부정류 해석을 실시하였다. 평수기와 홍수기 때 강화해협의 폐쇄 전·후에 대한 영향을 유량과 하류경계조건 변화를 감안한 24개의 실험조건으로 나누어 각 수로 최대 수위 및 유속변화를 모의하였다.
강화해협의 유·무에 의한 영향 분석 결과 홍수기 시 실제 강우 사상을 모의 하였을 때 최대 8.21% 수위가 상승하였으며, 200년 빈도 계획홍수량을 모의한 결과로는 정류 해석 시 최대 8.25%의 변화율을 보였으며 부정류 해석의 경우 최대 12.40%의 변화율을 보였다. 한편 평수기는 창조기에 수위 변화가 적었던 반면 낙조기에는 창조기에 비해 수위 변동이 심하게 일어나는 것으로 나타났으며, 낙조 시 하류경계수위가 0이하의 값을 가지게 되면 한강하구의 수위는 하강하는 것으로 분석되었다.
원문구축 및 2018년 이후 자료는 524호에서 직접 열람하십시요.
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