Rouse 방정식에 의한 부유사 농도의 연직분포 해석 = Analysis in Vertical Distribution of Suspended-Load Concentration Using the Rouse Equation

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 강우시 소하천 수로구간에서 유사농도의 연직분포를 유사량 측정기 (ASM-Ⅳ)로 실측하여 그 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 충남 연기군 서면에 위치한 월하천 시점부분의 수로구간을 연구대상으로 선정하였다. 실측된 부유사농도의 분석자료는 상·하류구간에서 각각 1시간 11분 30초 및 40분 32초 동안에 2초 간격으로 측정된 2,145개 및 1,216개중 16개씩의 시간구간 자료가 사용되었다. 자료를 분석한 결과 상류구간의 실측치 Rouse 수는 0.00129∼0.02394로 분포하고, 평균값은 0.01129로 나타났으며, 하류구간에서는 0.00118∼0.00822, 평균값은 0.00436으로 하류의 값이 상류의 값보다는 훨씬 작게 분포하는 것으로 나타났다.
계산치 Rouse 수는 상류구간의 경우 0.06511∼0.06529, 평균값은 0.06521로 나타났고, 하류구간의 경우에는 0.05731∼0.05911, 평균값은 0.05795로 나타난 것으로 볼 때, 하류구간이 상류구간보다 약간 작은 값을 갖으나, 실측치 비교에서의 차이보다는 작게 나타났다.
그러나, 실측치와 계산치의 비교에서는 상류구간보다 하류구간에서 더 큰 차이를 갖는 것으로 나타났는데, 이 오차는 하류구간의 침강속도 산정시 높은 수온에 대한 동점성계수 값을 본 연구에서 유도한 경험식으로 계산한 것도 원인중의 하나이었다.
또한, 본 연구는 유역이 비교적 제한적인 소하천에서의 부유사 농도분포를 실측하여 분석한 것으로서 Rouse 수의 실측치와 계산치의 보다 더 정확한 비교가 이루어지기 위해서는 실시간적으로 자료측정이 가능하고 농도분포와 수온 등을 자동적으로 측정할 수 있는 유사량 측정기를 적극 활용함은 물론, 대상유역을 확대함으로써 더 많은 연구자료를 확보하는 것이 필요한 것으로 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This thesis aims to determine the profiles of suspended-load concentration in related to those data by measuring vertical sediments distribution using the ASM (Argus Surface Meter)-Ⅳ at the channel reaches of a upstream and a downstream in small stream basin. The watershed, small river basin where had taken for experimental study was selected, which is a drainage area lied at Walha in Yunkee-Gun, Chungnam Province in Korea. Measured data of suspended-load concentration consists of two groups data a during 1hr 11min 30sec and a during 40min 32sec for measuring time of 2 seconds in the study channel reaches at river, respectively. In order to analyze of the vertical concentration distribution, the data sets of used are selected the measuring time 16 sets one of these data by random in the study channel reaches. As a results, the Rouse number of a measured and a calculated value show that a range of 0.00129∼0.02394, averaged value of 0.01129 and, a range of 0.00118∼0.00822, averaged value of 0.00436 in upstream reaches, and also a range of 0.065115∼0.065295, averaged value of 0.06521, and a range of 0.057315∼0.059109, averaged value of 0.05795 in downstream reaches, respectively. These difference show that measured Rouse number compared with downstream reach errors of less than in upstream reach, but between measured and calculated of the Rouse number compared with downstream reach errors of more than in upstream reach, respectively. It seems to will be included one of the occurrence errors of variable estimations when Rouse number of calculated value to be made computed by the fall velocity with a high temperature of water using equation of empirical kinematic viscosity was derived in this thesis.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• 표목차 = ⅲ
• 그림목차 = ⅳ
• 기호설명 = ⅵ
• 국문요약 = ⅷ
• Ⅰ. 서론 = 1
• 1. 연구 목적 및 필요성 = 1
• 2. 연구방법 = 1
• 3. 연구 동향 = 2
• Ⅱ. 이론적 배경 = 4
• 1. 유사의 특성 = 4
• (1) 입자특성 = 4
• (2) 용적특성 = 7
• 2. 유사의 초기운동 = 9
• (1) 일반적인 방법 = 10
• (2) Shields 도표에 의한 방법 = 11
• (3) Hjulstrom과 ASCE의 유속 접근법 = 12
• 3. 흐름과 하상형상 저항 = 13
• (1) 고정경계의 흐름 저항 = 13
• (2) 하상형상 = 14
• (3) 이동경계에서의 흐름에 대한 저항 = 16
• 4. 유사의 소류이동 = 16
• 5. 저수지 및 상류역의 유사이송 = 18
• 6. 이송-확산 방정식 = 20
• (1) 유속 및 전단응력 분포 = 21
• (2) 부유사 농도분포 = 22
• (3) 부유사량 = 24
• (4) 침강속도 = 25
• Ⅲ. 현장측정 = 27
• 1. 유역 개요 = 27
• 2. 측정방법 및 장비 = 29
• Ⅳ. 분석 및 고찰 = 31
• 1. 실측 결과 = 31
• 2. 결과 분석 = 40
• Ⅴ. 결론 = 44
• 참고문헌 = 45
• ABSTRACT = 47