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HEC 모형에 대하여 조사하라 . RMA 모형에 관해 조사하라 . WQRRS 모형에 대해 조사하여라 .

HEC 모형에 대하여 조사하라 . RMA 모형에 관해 조사하라 . WQRRS 모형에 대해 조사하여라. 환경공학과 20041495 황규필. HEC 모형. HEC-RAS(River Analysis System) 모형은 미육군공병단이 개발한 개발하천 모형으로 수면 곡선을 분석하는 HEC-2 모형의 확장된 시스템이다 .

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HEC 모형에 대하여 조사하라 . RMA 모형에 관해 조사하라 . WQRRS 모형에 대해 조사하여라 .

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Presentation Transcript

  1. HEC 모형에 대하여 조사하라.RMA모형에 관해 조사하라.WQRRS모형에 대해 조사하여라. 환경공학과 20041495 황규필

  2. HEC 모형 • HEC-RAS(River Analysis System) 모형은 미육군공병단이 개발한 개발하천 모형으로 수면 곡선을 분석하는 HEC-2 모형의 확장된 시스템이다. • HEC-RAS 모형은 사용자의 편리기능과 자료 입ㆍ출력도구, 모의결과의 도시 등을 통한 작업시간의 최소화를 목적으로 설계된 GUI를 활용한다. 입력 및 출력 자료의 쉽고 다양한 화상처리, 자동 오류 검색기능 그리고 다양한 On-line 도움말 등이 그 대표적인 예이다.

  3. HEC 모형 • 사용자는 흐름과 흐름의 상태를 더욱 자세히 확인할 수 있게 되었고, 하천형상에 대한 3차원 도시도 가능하게 되었으며, 상류 및 사류 모의가 가능하고, 교량, 수문, 암거 등에 대한 부등류 및 부정류해석도 처리할 수 있어 자료관리, 결과도시, 애니메이션 기능 등이 편리하게 구성되어 있다. 또한 HEC-HMS, GIS등 다른 프로그램과의 연계성도 강화되었다.

  4. HEC 모형 • 표준축차계산법(standard step method)으로 수계산 실습이후, RAS를 이용하여 각 단면에서의 수위를 구해보았다. • 일정한 유량이 주어진 정상류상태에서, section1에서 부터 section4까지의 수위를 구해 나가며,단면형상과 치수, 조도값, 단면사이의 거리 등의 값이 이용되었다.

  5. HEC 모형 <프로그램을 돌린 한 예>

  6. HEC 모형 • <Redfox river> • 수계산에서 단면3로부터 단면4의 수위계산이 가정과 계산치의 일치 시키기가 어려웠는데, 이는 사류상태의 흐름이 상류상태로 바뀌면서, 도수현상(hydraulic jump)이 발생, 에너지 손실이 있었기 때문이다. 이 사실은 RAS의 결과에서 확인할 수 있다.

  7. RMA모형

  8. WQRRS모형 • WQRRS(Water Quality for River Reservoir System)모형은 미 공병단 HEC(Hydrologic Engineering Center)에서 개발한 모형으로 Reservoir Module, Stream Hydraulic Module 그리고 Stream Quality Module로 구성되어 있으며, 이들 요소들은 각기 개별적으로 실행될 수도 있고, 서로 연계되어 실행될 수도 있지만, Stream Quality Module은 Stream Hydraulic Module과 함께 실행되어야 한다.

  9. WQRRS모형 • 이 모형에서 화학적 생물학적 성분들의 거동은 질량보존의 법칙과 역학적인 원리로 표현되는데, 모든 화학적 생물학적 반응과정은 호기성 환경에서만 가능하며, 혐기성 환경에서는 모의가 불가능한 것으로 알려져 있다. • 모형화의 접근은 대부분 질량보존의 법칙과 반응속도의 원리를 이용한 것으로, 물질수지의 기본식은 다음과 같이 나타낼 수 있으며, 단위 요소층의 미분법을 사용하여 물질수지 방정식을 변형시킨 후, 유한차분방정식을 각 층에 세워서 시간에 따라 이 반응식들을 수치해석방법으로 적분하여 풀고 있다.

  10. WQRRS모형 • C : 열에너지(또는 성분농도), V : 부피, Qz : 수직 Advection, A : 흐름방향 표면적, Dc : 유효확산계수, Qi, Qo : 유입, 유출량, S : Sinks or Sources, t,z : 시간 및 공간좌표. • WQRRS모형은 1차원 모형으로 정상상태 또는 동적상태로 최대 10개의 reach, 100개의 elements, 105개의 node, 10개의 inflow와 5개의 withdrawal을 설정하여 모의할 수 있다. Flow 계산에는 6가지 방법이 있는데, 수위와 유량과의 관계식이나 back water 방법에 의한 steady state flow, kinematic wave, St.Venant equation, Muskingum routing 또는 modified puls routing에 의한 dynamic flow등 6가지 중에서 계산법을 선택하여 사용할 수 있다.

  11. WQRRS모형 • 모의발생되는 수질항목으로는 DO, BOD, NH3, NO2, NO3, several classes aquatic plants and animals, SS, 유기침전물, pH, 알칼리도 등이 있다. BOD, NH3-N 예측시 다소 문제가 발생한다는 발표가 있으며, steady state로는 적용이 용이하나 dynamic state일 때는 코딩절차가 복잡하고 많은 시간과 노력이 소요된다.

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