하도 수리해석의 매개변수 변화에 따른 수위와 유량의 민감도 분석 = Sensitivity Analysis of Water Level and Flow According to the Parameter Change

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, sensitivity analysis and correlation analysis of two - dimensional hydraulic analysis model input data was performed. For the sensitivity analysis and the correlation coefficient analysis, the input parameters were selected by using four storm events for water temperature, density, turbulent exchange coefficient, roughness coefficient, and MP (Marsh Porosity). As the value of MP decreased, the correlation coefficient was (–) value and roughness was (+) value. In the case of the channel, it is analyzed that it shows a correlation value according to the change of the MP value, which is smaller than the selected value. In the cross section, the most sensitive parameter to the water level was analyzed as MP at maximum of 0.711 m in beam cross section. It was analyzed that the most sensitive variable of flow velocity was 0.501 m/s difference in roughness. The most sensitive variable for the water level at the end of the river is MP, which is 0.750 m maximum, and the velocity is 1.05 m/s. The two-dimensional mathematical model used to obtain the more accurate mathematical results and to reflect it in river structure design uses more input data than the one-dimensional mathematical model. However, In this study, it is found that the proper input parameters are needed to obtain reliable hydraulic analysis results.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 2차원 수리해석 모형의 입력자료에 대한 민감도 분석과 상관관계 분석을 실시하였다. 민감도 분석과 상관계수 분석을 위하여 수온, 밀도, 난류교환계수, 조도계수, MP(Marsh Porosity)에 대해 4개의 호우사상을 이용하여 매개변수를 선정하여 0%~±15% 변화를 주어 수위와 유속에 대해 분석하였다. 민감도와 상관계수의 분석결과 MP는 값이 적어질수록 상관계수 결과가 –로 나타났으며, 조도계수의 경우 상관계수가 +로 나타났다. 종단에서는 MP 값의 변화에 따라 -상관성을 나타내고 있어 선정된 값보다 작은 값을 나타내는 것으로 분석되었다. 횡단면에서 수위에 가장 민감한 매개변수는 MP 로서 보 횡단면에서는 최대 0.711 m로 분석되었다. 유속이 가장 민감한 변수는 조도계수로 0.501 m/s 차이가 나는 것으로 분석되었다. 하도 종단에서 수위에 가장 민감한 변수는 MP로서 최대 0.750 m 차이가 나며, 유속도 1.05 m/s 차이가 나는 것으로 분석되었다. 보다 정확한 수리계산의 결과를 얻어 하천구조물 설계에 반영하기 위하여 사용되는 2차원 수리모형이 1차원 수리모형에 비해 많은 입력자료를 사용하고 있으나 그 값의 변화에 따라 수위와 유속의 편차가 크게 발생함에 따라 신뢰할 수 있는 수리해석 결과를 얻기 위해서 적절한 입력매개변수의 사용이 필요하다는 것을 본 연구를 통해 알 수 있었다.

참고문헌 (Reference)

1 최승용, "하천 및 습지에서 유한요소 해석시 마름/젖음 처리를 위한 매개변수 평가" 한국환경영향평가학회 18 (18): 331-346, 2009

2 안승섭, "하도 합류부의 수리학적 특성을 고려한 RMA2 모형 매개변수의 민감도 분석" 한국환경과학회 17 (17): 783-793, 2008

3 장은경, "배사구 유입부 흐름 및 하상변동 수치모의를 위한매개변수 검정 및 민감도 분석에 관한 연구" 한국환경과학회 20 (20): 1151-1163, 2011

4 Kim, M. J., "The Effect of the Parameters of a Two-Dimensional Hydraulic Analysis Model on Hydraulic Characteristics" 2016

5 Kang, S. K., "Study on the Parameters Verification in RMA-2" 2003

6 Lee, J. H., "Sensitive Analysis of the Runoff Model Parameter for the Optimal Design of Hydrologic Structures" 2006

7 Lee, S. C., "Sensitive Analysis of Drying/Wetting Algorithm for Natural River" 2008

8 "SMS Reference Manual"

9 MOLIT, "Hyeong River Maintenance Basic Plan" MOLIT 2011

10 Hardy, R. J., "Development of a reach scale two dimensional finite element for floodplain sediment deposition" 132 : 141-156, 2000

11 Gholam H. Akabari., "Developing a model for analysis of uncertainties in prediction of floods" 3 : 73-79, 2012

12 Yim, D. H., "Analysis of the Sensitive of the two-Dimensional analysis model parameters for the flow analysis of the river confluence flow analysis" 2006

13 B. Iooss., "A Review on Global Sensitive Analysis Methods, In Uncertainty Management in Simulation-Optimization of Complex System" Springer US 101-122, 2015