• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.33 no.2
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• pp.521-528
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• 2013

Urban drainage systems are generally designed as open channel flow. The system, however, shows a partially surcharged flow in its body, especially at junctions or manholes. Thus, a special case of this condition needs to be explained as pressurized flow condition for designing the sewer system. This study considered the surcharged manhole flows during an unexpected rainfall event or an excess of design frequency. Overflows from surcharged manholes and urban flooding can occur from the effect of surcharged flows. Thus, sewer systems should be designed with the concept of open channel flow and pressurized flow. Also, energy losses in a manhole need to be considered. The aim of this study is to develop the numerical model which can evaluate the effect of the energy losses at the manhole. The numerical model was verified and compared with hydraulic model and SWMM. The results showed that the water depth of numerical model was in good agreement with hydraulic model at the each manhole. However, the SWMM underestimated the water depth because that model ignored the energy losses at manholes. Thus, the developed numerical model in this study could be a useful tool for the assessment of a conveyance of urban drainage system.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.178-178
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• 2022

일반적으로 하천은 상류에서 하류로 흐르지만, 하구에서 일어나는 해안으로부터의 염수의 역류 혹은 상류에서 홍수 발생 시 순간적으로 나타나는 역류 등 주 흐름을 거스르는 흐름이 종종 발생하는데 이는 예상치 못한 피해를 가져올 수 있으므로 최대한 방지해야 한다. 즉, 양방향 흐름이 일어나는 지역을 단방향 흐름으로 바꿔줄 수 있는 수리 구조물의 설치가 필요하다. 역방향 흐름을 제어하는 대표적인 예로는 보가 있는데, 보는 충분한 수위 확보뿐만 아니라 하구에서 역류하는 해수를 방지하는 역할도 한다. 다만, 상류와 하류를 수직적으로 분리함에 따라 물고기의 자유로운 이동을 제한하는 등 생태계를 단절시키는 부작용이 나타날 뿐만 아니라, 최근 정부의 정책에 따라 세종보, 죽산보 등의 보 해체 결정이 이루어지면서 이를 대체할 방안이 필요하다. 따라서 이번 연구에서는 수직적인 구조물이 아닌 수평적인 수리 구조물을 고안함으로써 생태계에 큰 영향을 주지 않으면서 가장 효과적으로 양방향 흐름을 제어할 수 있는 구조물 설계 모형을 탐구해보았다. 구조물 설계 아이디어는 심장의 판막에서 고안하였다. 판막은 특정한 방향성을 갖는 구조로 이루어져 있으면서 혈액의 역류를 방지하는 기관으로, 비슷한 방식으로 하천에도 특정 각도를 갖는 구조물의 설치를 통해 단방향 흐름을 유도할 수 있다고 판단하였다. 실제 하천 규모에서의 실험은 불가능하다고 판단, 전산 유체 프로그램 OpenFOAM을 이용하여 가상 수로의 모델링을 진행하였다. 얇은 판 형태의 흐름 제어 구조물을 수로 측면에 각각 설치 후, 같은 조건에서 정방향 흐름과 역방향 흐름에 대해 각각 시뮬레이션을 진행하였다. 이때, 두 흐름의 하류 유량 크기의 차이를 단방향 흐름을 정량화하는 수치로 산정한다. 시뮬레이션은 구조물과 흐름 방향이 이루는 각도, 구조물의 개수 및 간격, 구조물의 비대칭성 등 여러 가지 조건을 바꿔가면서 진행하고, 유속 분포 및 후류의 크기 등의 수리학적 현상을 파악하여 계산 결과를 분석한다. 분석 결과를 바탕으로 하류의 유량 차이가 가장 크게 나타나는 수리 구조물의 조건을 결정하고, 해당 구조물의 실제 적용 가능 여부를 판단한다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.38 no.11
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• pp.917-925
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• 2005

LSIV (Large Scale Image Velcocimetry) Is one of the image-based velocity measurement techniques. Since it measures surface velocities, it gives simple and inexpensive way to measure velocity, compared to other methods. Because of these advantages, there have been many studies to apply LSIV to the river discharge measurement in the field. Measuring the discharge by using LSIV requires a method which converts a surface velocity to a mean velocity In the present study, experiments and analysis of vortical velocity profile of open-channel flow in various conditions were performed to develop methods which estimate a mean velocity from a surface velocity. The result of this experiment reveals that velocity-dip phenomena occur at free-surface layer in open channel flow and Froude number affects more than bed roughness does. Two methods for estimating the mean velocity were proposed. One is to correct the wake law's profiles by using the difference of surface velocity from the mean velocity, and the other is to use the ratio of mean and surface velocities. The result of applying these methods in an experiment shows that they are quite accurate having an error of approximately $6\%$ only.

• Journal of Korean Society of Disaster and Security
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• v.11 no.1
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• pp.31-38
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• 2018

The 99.1% of small dam and most of the levees in Korea are soil dam which can be constructed with lower cost and less effort compared with ones made of concrete. However, they are so vulnerable to overflow. Sudden collapses of these strucrues lead to increase flow rate rapidly, which may cause catastrophic problems in downstream regions. In this study, the experimental study on the collapse delay effect of riprap that was laid on slope of soil levee was carried out. A prismatic rectangular open channel was used and three different sizes of the riprap were installed on slope of a scaled earth dam. A new formula for the collapse time of the levee with the installation of riprap was presented, using the previous researches and the dimensional analysis. In this process, an unsteady flow condition was considered to derive the deviation time of the riprap. And additional experiments were conducted to understand the effect of reinforcement of riprap, and it was found that the reinforcement of riprap was more effective than twice sizing of intial riprap. If the collapse time is delayed, EAP (Emergency Action Plan) and forecasting can greatly reduce the degree of flood damage. Also, it will be meaningful that the results of this study are used for river design.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2004.05b
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• pp.512-515
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• 2004

횡월류 위어는 수로에서 일정한 월류량을 얻기 위해서 또는 홍수시 하천에서 하류의 유량을 감소시킬 목적으로 설치되는 off-line 저류지에서의 구조물이다. 이러한 횡월류 위어의 단면 설계 시 계획 월류량 산정을 위하여 일반적으로 De marchi공식이 사용되며 De marchi공식은 유량계수($C_M$)와 월류수심의 함수이며, 유량 계수는 여러 연구자들이 실험을 통하여 여러 가지 유량계수 공식으로 제시되었다. 하지만 기존의 제시된 유량계수식($C_M$)들은 동일한 Froude수에 대한 유량계수($C_M$)값이 큰 편차를 보인다. 이는 개개의 유량계수식들이 서로 다른 실험조건에 의한 자료들의 회귀분석으로 산정된 식들이기 때문이다. 본 인구에서는 수리모형실험을 통하여 횡월류 위어의 월류량에 영향을 미치는 유량계수를 산정하고, 기존의 유량계수 공식들과 비교 분석하여 적합한 유량계수식을 제안하였다. 실험은 폭 0.3m의 직선개수로에서 위어의 폭과 유량을 변화시키며 실험을 반복 수행하였으며, 실험결과 유량계수는 Froude수에 반비례하는 경향을 나타냈다. 산정된 유량계수를 Borghei, Subramanya, Hager, Ranga Raju 공식들과 비교한 결과 Borghei 공식에 의한 계산치와 실험치가 $7.5\%$의 오차를 보이던 가장 근사한 값을 보였다.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.30 no.1
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• pp.15-22
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• 1997

The flow in meandering channel has a great influence on curved bank revetment in river morphology. It is difficult to state generalized cirteria for channel improvement applicable to any paricular river. But it is very important to provide some principles and guidelines for design engineers. The objective of this experimental study in fixed bed model is to povide effective data that find out maximum velocity size by the mean velocity and the radius of curvature in curved channel, for the purpose of improving small stream without hydraulic modeling test each time.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.11
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• pp.945-956
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• 2010

Practically, the composite roughness coefficient, which is the equivalent roughness coefficient of a cross-section where the wall roughness is not constant along the wetted perimeter, is used to describe the flow conditions in open channels. In this study, it was conducted that the previous formulae was classified according to a weighting factor of the local resistance. The new subsection division method was also developed based on the force-balance concept in each subsection. The accuracy of the proposed method was examined and the applicability and limitation of the 13 existing formulae were analyzed by comparing the calculated with the experimental measured data from Djajadi (2009) and Knight and Macdonald (1979). It was found that Horton's method might underestimate the total conveyance of a composite channel and Lotter's method showed a good agreement between calculated and measured data. However, the proper division method, such as the proposed method based on the Z-method, is required for the application of Lotter's method.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.30 no.6B
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• pp.607-615
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• 2010

Vegetation drag tends to raise water level by retarding the flow. Previous studies have focussed on either the vertical structure modeling or the one-dimensional modeling, which can hardly be used to simulate the vegetative streams in practical engineering. Therefore, this paper presents a two-dimensional numerical model based on the depth-averaged flow equations. Vegetation drags are reflected in the flow equations, assuming non-flexible rigid cylinders. For validations, flow properties measured in both rectangular and compound channels are compared with simulated data, showing good agreement. Then, the model is applied to a reach in the Han River and the impact of floodplain vegetation on the flow is investigated.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.39 no.2
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• pp.297-306
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• 2019

Since the centrifugal force acts on the flow in the curved channel, a transverse water surface gradient occurs and the thalweg is biased toward the outer bank. The submerged vanes may be used to solve various engineering problems of the curved channels. In order to analyze the influence of an attack angle and the distance between the vane arrays on the river bed variation and the superelevation in a bend, movable bed hydraulic experiments were conducted in a $90^{\circ}$ curved rectangular channel of a small-size gravel bed. Installing the submerged vanes in the bend increases the maximum scour depth. But if vanes are installed in a uniform obtuse angle, the scour depth may be reduced. If the flow rate in the channel bend with vanes equals to the channel forming discharge, the location of the maximum scour depth moved to the downstream and the superelevation increased. However if the flow rate is smaller than that, the location of the maximum scour depth moved upstream and the superelevation decreased. The channel bed change and the superelevation due to the installation of the submerged vanes have been dependent on the interaction of the attack angle, the flow rate, and the distance between the arrays.

• Proceedings of the Korea Multimedia Society Conference
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• 2002.05c
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• pp.272-276
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• 2002

본 논문은 영역을 병합할 때 두 영역의 색상 차를 영역 병합의 제한 조건으로 사용하는 칼라 영상 분할 기법을 제안하였다. 이는 먼저 영역의 경계선 정보를 잘 보존하기 위해서 RGB 공간상에서 수리형태학 필터와 변형된 워터쉐드 알고리즘을 이용하여 칼라 영상을 과분할 한다. 그리고 영역 간의 색상 차를 제한 조건으로 사용하는 영역 병합 과정을 반복 수행하여 칼라 영상의 분할 결과를 얻는다. 이는 인간 시각 시스템이 색상, 채도, 명도의 형태로 색을 구분하는 것을 기반으로 한다. 명도가 낮지 않는 경우에 색차 보다 색상 차가 중요한 요소로 작용하기 때문에 이를 영역 병합의 제한 조건으로 사용한다. 실험결과에서 제안된 칼라 영상 분할 기법은 다양한 칼라 영상에 대하여 적은 개수의 영역으로 동일한 색상을 가지는 영역의 경계선을 유지하는 효율적인 분할을 보임을 확인하였다.