[하천공학] HEC-RAS를 이용한 수면곡선 계산

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본문내용

세굴 계산

3)기본 가정
-흐름은 정상류이다.
-흐름은 점변류이다.
-흐름은 1차원이다(즉, 흐름방향 이외의 속도성분은 고려하지 않는다.)
-하사경사는 비교적 작다.
4)계산 과정
- 1차원 에너지 방정식 (표준축차계산법)
에서 에너지 손실은 마찰-Manning방적식, 축소/확대 - 손실계수 사용
- 운동량 방정식
(1)도수해석
(2)교량 수리해석
(3)합류부 해석
5)마찰경사식
- 평균 통수능 공식(일반적으로 가장 널리 이용)
6)해석 과정
(1)모의 대상 단면에 기점수위를 가정한다 ()
(2)가정된 수위를 이용해서 상류단면에서의 총 통수능과 속도 수두를 계산한다.
(3)2단계의 값을 이용하여 마찰경사 를 계산하고, 손실수두 를 계산한다.
(4)2,3 단계 값을 이용하여 를 계산한다.
(5)계산된 값과 1단계에서 가정한 값을 비교하여 그차이가 허용오차 이내가 될 때까지 1~5단계를 반복 수행한다.
7)입력자료
- 하도
(1)하도 길이
(2)하도 조도계수
(3)하도 단면형상
- 경계 조건
(1)상류단 조건
(2)하류단 조건
-구조물 지형
(1)교량
(2)암거
(3)웨어
2.HEC-RAS 수행 절차
1)첫단계는 New Project를 생성하는것이다. 메인 창의 File 메뉴에서 New Project를 선택
2)작업할 드라이브와 디렉토리를 선정한다. (Project Title와 File Name을 입력한다)
3)Options를 선택 후 Unit system을 선택 후 System International을 선택하여 M 단위로 바꾸어준다
4)Geometric Data를 실행하여 River Reach를 클릭후 선을 그리고 더블 클릭한다 (River와 Reach에 이름을 넣는다
5)CrossSection을 클릭한후 options -> add a new Cross Section을 클릭하여 River Station(하천 단면명)을 넣은후 수치 자료를 넣고 Apply Data를 누른다. 그리고 GeometricData창에서File->save를시킨다.
6) Steady Flow Data클릭 → PF1에 갈수량수량 입력 → Reach boundary Conditions 클릭 → Known W.S. 클릭 → Konwn WS EL(m)에 갈수위 입력
7)Steady flow 클릭 →COMPUTE클릭 오류 발생하지 않을시 OK, 오류 발생 시 앞의 과정을 수정 후 다시 Steady flow 실행
3.수면곡선 계산결과
수면곡선 계산 결과 ( 홍수량 : 335m3/s , El : 196.51m )
4.수면곡선 도시 결과
100년 빈도 홍수량이 335m3/s 유입 - 기점수위가 196.51m
최대 홍수량 472m3/s 유입 - 기점수위가 계획홍수위인 197.71m
5.횡단면 도시결과
6.종합의견
HEC-RAS라는 프로그램을 처음 접하였다. 처음 수업 듣는 것 만으로는 프로그램 다루는게 서툴 수 밖에 없었다.
최근 발생하는 홍수는 예측 할 수가 없고, 대규모이다. HEC-RAS프로그램을 잘 활용하면 홍수에 대해 예측하는 것이 가능하겠다.

키워드

[하천공학],   HEC-RAS,   수면곡선 계산,   수치모의 기법