• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2011.05a
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• pp.225-225
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• 2011

국내 기후 특성상 하절기에 집중되는 강우로 인해 댐의 건설이 홍수조절, 용수확보 및 전력생산 등의 목적에 있어서 불가피하다. 이와 같은 저수지와 하류하천은 댐 수문 개폐에 따른 흐름변화로 인하여 수체의 거동 및 수질 변화가 발생하며, 일반적인 하천과는 다른 특성을 지니게 된다. 또한 수심이 깊은 저수지의 경우에는 흐름 방향과 더불어 수심 방향의 특성도 중요하며, 수리 및 수질 모형의 연계를 통한 3차원적인 해석을 필요로 한다. 본 연구 대상인 도암댐은 송천유역에 위치하며, 1989년에 유역변경을 통한 발전용 댐으로 건설되었으나 방류수에 영향을 받는 남대천의 수질이 악화되면서 운영이 중단되었고, 이후 댐 방류수는 그대로 송천으로 흘러 보냄으로써 송천 하류부의 수질에 악영향을 미치고 있는 실정이다. 따라서 하천과 하천 사이 호소가 포함된 유역 단위를 통합적으로 관리할 수 있는 시스템 구축이 필요하다. 본 연구에서는 도암댐 유역의 통합탁수관리시스템을 구축하기 위하여 유역모형과 호소모형을 연계하였으며, 호소내 흐름은 수평방향 뿐만 아니라 수심방향을 통합적으로 해석하기 위해 수리모형과 수질모형을 연계하였다. 또한 호소에 적합한 모형을 선정하고, 호소를 포함한 유역의 영향을 파악해보기 위해 소유역 단위의 모의를 하고자 하였다. 크게 상류유역과 호소 구간으로 나누어 상류유역은 유역모형인 SWAT을 이용하고, 이 결과를 호소 부분의 유입 경계조건으로 적용하여 호소의 수리 및 수질모형인 EFDC-WASP의 연계를 통해 통합수질관리시스템을 구축하였고, 현장 조사결과를 이용하여 시스템의 적합성에 대해 검토하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.243-243
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• 2022

댐은 일반적으로 하천관리에 있어서 인간에게 용수를 공급하고 홍수를 조절하는 등의 발전을 목적으로 건설되어 운영되고 있다. 그러나 하류하천은 댐 건설에 의해 흐름에 대한 연속성이 차단되어 첨두 홍수량과 유사량이 현저하게 감소한다. 첨두 홍수량의 감소로 퇴적된 유사는 이동하지 못해 고착화가 진행되고 식생이 침입하여 번성하게 된다. 하천에 식생이 발달하게 되면, 안정성이 증가하고 생태계 서식처를 형성하며 하천경관을 개선시키는 이점이 있다. 그러나 조도의 증가와 통수능의 감소로 인한 유속감소와 수위상승을 발생시켜 홍수범람을 야기할 수 있다. 따라서 이러한 상황에 대응하기 위해서는 식생대의 밀도에 따른 흐름을 분석하여 바람직한 하천관리방안 연구가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 2차원 흐름모형을 활용하여 황강 합천조정지댐 직하류 구간의 수목군을 고려한 부정류 계산을 통해 하도의 수위 및 유속을 예측모의하는 방법론을 제시하고 모의결과를 분석하였다. 상류단 경계조건은 과거 집중호우로 인하여 대홍수가 발생하였던 2020년 합천조정지댐 방류량 중 첨두발생 기간의 유량을 입력하였으며, 하도의 식생밀도를 산정하고 입력하기 위해 현장조사를 수행하였다. 수치모의 시 식생밀도는 총 4가지 Case(식생현황, 전체벌채, 식생개선, 식생존치)로 나누어 모의를 수행하였다. 모의결과, 직하류 만곡부 유입구간에서 외측으로 흐름이 집중되어 수심과 유속이 증가하였으며, 만곡부 외측의 식생대로 인해 식생대에서는 유속이 감소하고 수심이 증가하며, 식생대 주변 하류의 내측으로 흐름이 집중되어 수심과 유속이 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 합천조정지댐의 실운영방류량과 황강의 실제식생밀도를 반영하여 수치모의를 하였기 때문에 흐름과 식생관리에 따른 실무적 대책방안 마련에 도움이 될 것으로 판단된다. 또한, 본 연구에서 활용한 분석방법과 결과들은 합리적인 하천관리방안을 구축하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.238-238
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• 2022

합천댐의 건설 이후, 댐직하류 구간에서는 10년 동안의 방류량 감소와 기후변화로 인한 강우패턴의 변화로 하도식생의 활착이 발생하여 식생이 증식하고 밀도가 점차 증가하고 있다. 식생밀도의 증가는 흐름에 대한 항력을 증가시켜 유속을 감소시키고 수심을 증가시킨다. 이는 통수능 저하를 초래하며, 홍수 시 수위증가에 따른 홍수범람의 위험성 증가시킨다. 따라서 식생영향에 대한 심화적인 이해를 제고하여 적절한 식생관리대책을 구축할 필요가 있다. 본 연구에서는 이러한 필요성에 맞추어 식생대 영향에 따른 흐름의 변화를 예측모의하여 흐름과 식생대의 상호작용에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위해 2차원 흐름모형인 Nays2D를 이용하여 합천댐 직하류 구간을 대상으로 식생밀도의 변화에 따른 흐름의 변화를 부등류를 기반으로 모의하였다. 상류단의 경계조건은 162.99 m³/s(실운영 방류량), 995 m³/s(2년빈도 댐 조절 방류량), 2670 m³/s(100년빈도 댐 조절 방류량)로 3개의 유량으로 구분하여 모의하였다. 식생의 특성은 현장조사를 통해 밀도를 산정하여 수치모의에 적용하였다. 식생밀도는 4가지로 구분하여 모의시나리오를 구축하였으며 현장조사를 통해 산정된 2021년도 식생밀도를 기준으로 식생밀도를 증감하여 수치모의를 수행하였다. 수치모의 조건은 2021년 식생현황, 식생개선, 식생존치, 전벌채로서 식생개선의 경우, 2021년 식생밀도의 0.5배로, 식생존치의 경우, 식생밀도를 2배로 적용하였다. 전벌채는 식생이 없는 것으로 가정하였다. 수치모의 결과, 식생개선이 2021년 식생현황과 식생존치보다 상대적으로 수심이 낮게 나타났다. 식생을 전벌채한 경우, 식생이 존재하는 조건보다 수심이 낮고 유속이 빠르게 나타났으며 특히, 만곡부의 외측에서는 2차류의 발달로 흐름이 집중되었다. 이를 통해 식생개선의 경우, 식생현황과 식생존치보다 홍수범람의 가능성이 적을 것으로 판단되며 전벌채의 경우, 만곡부 외측에서 2차류 발달에 의한 세굴을 야기하여 제방의 안정성에 영향을 줄 것으로 예측된다. 본 연구는 댐 직하류에 식생대 밀도변화가 흐름변화에 미치는 영향을 분석한 수치모의 사례로서 이는 추후 식생을 고려하는 하천관리방안을 수립 시, 식생관리방법에 대한 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.88-88
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• 2020

수심평균 2차원 혼합모형은 하천환경에서 다양한 용존성 오염물질의 혼합현상을 모의하기 위해 널리 활용되어왔다. 2차원 혼합모형에서 분산계수는 하천의 전단 흐름에 의해 야기되는 오염물질의 퍼짐 현상을 표현하는 중요한 인자로서 작용하기 때문에 정교한 오염물질 혼합거동을 모의하기 위해서는 적합한 분산계수를 산정하는 것이 필수적이다. 분산계수를 실험적으로 산정하는 방법으로는 크게 모멘트법과 추적법으로 나뉘며, 비정상상태의 혼합거동에 대해 종방향 및 횡방향 분산계수를 동시에 산정할 수 있는 방법은 추적법 계열의 2차원 유관추적법(2D STRP)이 유일하다. 본 연구에서는 하천에 유입된 오염물질의 2차원 혼합해석을 위한 수치모형을 개발하였으며, 개발된 모형의 수치해를 바탕으로 다양한 Peclet 수의 범위에 대해 기존연구에서 제시된 2D STRP의 적용범위 및 성능을 정량적으로 분석하였다. 분석된 정보를 바탕으로 기존 2D STRP의 한계를 극복하기 위한 개선된 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하고, 사행하천을 모형화한 실규모 하천실험시설에서 검증하였다. 기존 2D STRP의 성능평가 결과, Peclet 수가 낮은 조건일수록 농도분포의 예측 정확도가 감소하는 경향을 보였으며, 하안 경계에 도달하는 농도가 증가할수록 부정확한 결과를 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서는 기존 2D STRP의 한계를 보완하여 더욱 정확한 분산계수를 산정하고자 하안 경계면 조건을 고려한 2차원 유관추적법(2D STRP-i)을 개발하였다. 2D STRP-i는 직교-곡선좌표계 기반의 2차원 이송-분산 방정식을 바탕으로 횡방향 유속분포 및 하안 경계조건을 고려할 수 있도록 개선되었다. 2D STRP-i는 공간적으로 상이한 이송효과 및 하안경계 조건을 적절히 반영함으로써 농도분포의 예측 정확도를 개선 시키는 것으로 평가되었으며, 하안경계면에서 농도가 증가하는 구간에서 기존 2D STRP의 결과와 비교하여 더욱 정확한 농도분포 및 분산계수를 제공하는 것으로 밝혀졌다.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 1999.11a
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• pp.260-265
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• 1999

멀티빔 음향측심기(Multibeam Echo Sounder)는 기존의 단빔 음향측심기(Singlebeam Echo Sounder)와 달리 탐사선 진행방향의 수직(Crosstrack)으로 해저면을 주사(Swath)하여, 한 번의 송수신(Ping)으로 다중의 빔 자료 - 수심, 후방산란된 음압(Backscattered Amplitude), 사이드 스캔 소나(Side Scan Sonar) 자료 - 를 취득하는 장비이다. 멀티빔 음향 측심기를 이용한 해저면 탐사의 경우, 수심이 변함에 따라 주사폭(Swath width)이 변화하고, 각 빔의 수평 해상도(Footprint)는 수심과 더불어 빔폭(Beam width)에 의하여 동적으로 변화한다. 멀티빔 음향 측심기는 해저면을 전역탐사 할 수 있을 뿐만 아니라, 연속된 음향 탐사를 통하여 이웃한 핑 사이에 발생하는 전방중첩영역(Endlap)과 이웃 측선(Trackline)을 따라 겹쳐지는 측방중첩영역(Sidelap)의 자료들을 이용하여 멀티 뎀 자료들의 전반적인 정확도 및 신뢰도를 평가할 수 있다. 본 논문은 수로 측량(Hydrographic Survey)에서 사용되는 멀티빔 음향 측심기를 운영하여 얻어진 측심 자료를 처리하는 알고리즘 개발에 관한 연구이다. 본 논문에서는 L3사의 Sea Beam 2100 벌티빔 음향 측심기를 대상으로, 멀티빔의 측심 원리와 해저 지형에 대한 일반적 이해를 통하여 획득된 측심 자료의 통계적 특성을 파악하고, 오측심된 수심 자료를 제거하는 방법을 제안하며, 측심 구간의 대표격자 크기를 결정하는 기준을 제시한다. 또한, 항공원격탐사에서 고도 추정시 사용되고 있는, 평균보간법, 가중평균 보간법과, 본 논문에서 제안하는 격자 대표값 선정 알고리즘(Gridding Algorithms)의 결과를 비교하고, 최종적으로 얻어지는 해저 수치지형모델(DEM, Digital Elevation Model)과 후방산란 영상을 제시한다. 빠른 한지형잔디들이 지표면을 피복하도록 하고 여름의 고온기와 장마시기에는 뿌리전단력이 우수한 이러한 초종들로 지표면이 피복되도록 하는 것이 이상적이라 생각된다. 4. 혼파처리간의 토사유출량을 비교한 결과 토사 유출 억제효과는 한지형과 나지형잔디들의 혼합형(MixtureIII)과 자생처리구(MixtureV), Italian ryegrass와 자생식물의 혼합형(MixtureIV)등에서 비교적 낮은 수치를 토사유출량을 기록하였다. 이러한 결과는 자생식물들이 비록 초기생육속도는 외래도입초종에 떨어지지만 토사유출의 억제효과면에서는 이들 외래초종에 필적할 수 있음을 나타낸다고 할 수 있겠다.중량이 약 115kg/$m^2$정도로 나타났다.소 들(환경의 의미, 사람의 목적과 지식)보다 미학적 경험에 주는 영향이 큰 것으로 나타났으며, 모든 사람들에게 비슷한 미학적 경험을 발생시키는 것 이 밝혀졌다. 다시 말하면 모든 사람들은 그들의 문화적인 국적과 사회적 인 직업의 차이, 목적의 차이, 또한 환경의 의미의 차이에 상관없이 아름다 운 경관(High-beauty landscape)을 주거지나 나들이 장소로서 선호했으며, 아름답다고 평가했다. 반면에, 사람들이 갖고 있는 문화의 차이, 직업의 차 이, 목적의 차이, 그리고 환경의 의미의 차이에 따라 경관의 미학적 평가가 달라진 것으로 나타났다.corner$적 의도에 의한 경관구성의 일면을 확인할수 있지만 엄밀히 생각하여 보면 이러한 예의 경우도 최락의 총체적인 외형은 마찬가지로 $\ulcorner$순응$\lrcorner$의 범위를 벗어나지 않는다. 그렇기 때문에도 $\ulcorner$순응$\lrcorner$과 $\ulcorner$표현$\lrcorner$의 성격과 형태를 외형상으로 더욱이 공간상에서는 뚜렷하게 경계

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.6 no.4
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• pp.413-420
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• 1994

Dynamics of the river plume is a very complicated non-linear problem with the free boundary changing in time and space. Mixing with the ambient water through the boundary makes the problem more complicated. In this paper we reduced 3-dimensional problem into 1-dimensional one by using the integral analysis method. Basic equations have been integrated over the lateral and vertical variations. For these integrations we adopted the well-established assumption that the flow-axis component of plume velocity and the density difference of the plume with the ambient water have Gaussian distributions in directions which are perpendicular to the flow-axis of the plume. We also used the result of our previous study on the lateral spreading velocity of the plume derived under the same assumption. And entrainment was included as a mixing process. The resultant 1-dimensional equations were solved by Runge-Kutta numerical method. Consequently, comparatively easy method of numerical analysis is presented for the 3-dimensional river plume. The method can also be used for the analysis of the thermal plume of cooling water of power plants.

• Bulletin of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.27 no.2
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• pp.21-30
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• 1990

Theoretical and experimental techniques to analyze the two-dimensional liquid motion in a tank are discussed. A Lagrangian FEM with a velocity correction procedure is introduced to describe incompressible free surface fluid flow. A mesh rezoning technique is used to prevent strong distortion of finite elements in the Lagrangian description. Model test technique for sloshing tank is developed using a hydraulic type bench tester. The influence of the variation in the exciting frequency and amplitude are observed for various fill depths. The results of theoretical calculations are compared with those of experiments.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.11 no.3
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• pp.149-155
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• 1999

A treatment of wave breaking is included in the extended Boussinesq equations of Nwogu. A spatially distributed source function and sponge layers are used to reduce the reflected waves in the computa¬tional domain. The model uses fourth-order Adams predictor-corrector method to advance in time, and discretizes first-order spatial derivatives to fourth-order accuracy, and thus reducing all truncation errors to a level smaller than the dispersive terms. The generated wave fields are found to be good and the corresponding wave heights are very close to their target values. For the tests of wave breaking, although agreement is considered to be reasonable, wave heights in the inner surf zone are over-predicted. This indicates the breaking parameters in the model should be adjusted.

• Journal of the Society of Naval Architects of Korea
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• v.34 no.3
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• pp.1-8
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• 1997

Internal solitary waves between two-stratified fluid layers are examined. Hamilton's principle is used to derive a governing equation. The wave speed-wave height relation is obtained and this agrees well with the experiment. The wave profiles obtained also agree well with the experimental result. There exist minimum and maximum wave speeds depending on the depth ratio and the density ratio of two layers. The KdV equation overpredicts the wave speed for a given wave height and underpredict the wave height for a given wave speed.

• Water for future
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• v.21 no.1
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• pp.67-76
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• 1988

Analyzed was the circulation phenomena in the open channel with sudden expansion, by applying the Galerkin's finite element method to the depth-averaged 2-dimensional continuity and momentum equations. Wave tests were done in the simplified channel in order to review the validity of this newly developed model and the computed results were within 0.5% of $L_2$-norm error, and application of this model to the simulation of simplified dam-break gave very close results compared with the analytical solution, thus, it can be concluded that this model is valid and efficient. The main flow in the expanded channel was defined as a new initial condition with given velocity and the flow in the expanded portion was at rest in simulating the circulation, and besides the Neumann's condition the slip boundary condition for lateral wall was found to be proper condition than the no-slip condition. It can be concluded, from the numerical tests in the sudden expension, that the circulating phenomena depend mainly on the convective inertia and the effect of turbulence due to bottom shear and lateral shear is insignificant.