• 제목/요약/키워드: 급경사 수로

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비정수압 자유수면 모형의 3차원 점성 흐름에의 적용 (Application of Non-hydrostatic Free Surface Model for Three-Dimensional Viscous Flows)

  • 최두용
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제45권4호
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    • pp.349-360
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    • 2012
  • 본 연구에서는 3차원 점성 흐름에 적용될 수 있는 비정수압 자유수면 모형을 수평방향 직교 곡선좌표계에서 개발하였다. 개발된 수치모형은 엇갈린 격자를 사용함으로써 발생되는 자유수면에서의 경계조건 종결 문제를 수면층 방정식을 도입하여 해결하였으며, 난류의 유동 해석을 위한 폐합식으로 등방성의 k-${\varepsilon}$ 난류모형을 이용하였다. 본 연구에서 운동량방정식은 이송-확산항만으로 중간단계의 유속을 예측하고, 압력 및 중력을 포함하는 생성항과 연속방정식을 결합하여 다음 시간단계의 유동장을 결정하는 계산 단계 분리법을 이용하였다. 수치모형의 적용성 평가를 위하여 폐쇄된 2차원 수조에서의 취송류, 급경사를 가지는 2차원 수로에서의 흐름, 원심력에 의한 이차류 흐름특성 분석을 위한 3차원 급변 만곡류에 대한 모의를 실시하였다. 수치모의 예측치는 수리모형 실험값과 수위, 유속, 난류특성 등에서 일치하는 양상을 보이는 것이 확인되었다.

미계측 유역에서의 확률강우에 대한 돌발홍수지수 산정 (Estimation of the Flash Flood Index by the Probable Rainfall Data for Ungauged Catchments)

  • 김응석;최현일;지홍기
    • 한국방재학회 논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.81-88
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    • 2010
  • 최근 들어 기상 이변에 따라 단시간 동안에 특정 소유역에 집중하는 호우 또는 초과우량에 의한 국지성 돌발홍수가 빈번히 발생함에 따라, 이로 인한 인명과 재산의 상당한 위험과 손실은 전 세계적인 것으로서 우리나라도 증가일로에 있다. 돌발홍수는 일반적으로 급경사 소유역에서 집중적인 강우에 의해 발생하여 빠른 유출과 토석류를 동반하기 때문에, 홍수피해를 대비하기 위한 사전 홍수예보시간이 부족할 정도로 급격히 빠른 홍수의 특성을 보인다. 본 연구의 목적은 대상유역의 확률강우량으로부터 돌발홍수지수(flash flood index, FFI)를 산정하여 돌발홍수의 심각성 정도를 정량적으로 분석하고자 한다. 특히 미계측 유역하천에서의 지역 홍수예 경보를 위한 기초자료를 제공할 수 있도록, 대상유역에 대하여 상대적인 돌발홍수심도를 제시할 수 있는 FFI-D-F(돌발홍수지수-지속시간-빈도) 관계곡선을 개발하였다. 또한 FFI-D-F 관계곡선은 현존 및 계획 방재시설물의 돌발홍수 대응능력 및 잔여홍수위험 평가에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

친환경 신소재를 이용한 하천 호안용 블록 재료의 강도 실험 (Experiment of Strength of Block Material for Bank Levee Revetment using Eco-friendly Material)

  • 김종민;이두한;김원;김명환
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.477-477
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    • 2018
  • 하천의 제방은 하천수의 범람을 방지하기 위하여 인공적으로 만든 구조물로서, 유수의 흐름을 일정하게 하고 자연재해에 대하여 제내지를 보고하기 위한 목적도 있다. 제방은 제내지와 제외지의 수위차로 인해 발생하는 파이핑, 제방의 월류, 사면의 탈락 등으로 파괴가 발생되고, 제방의 파괴는 제내지의 인명, 토지, 건물 등에 많은 피해가 발생한다. 이러한 제방의 파괴를 방지하기 위하여 제방 사면의 호안, 차수벽, 수제 등을 설치하고 있으며, 구조물 외에도 제방 응급복구를 위한 모래주머니, 비탈면 보호 시설 등을 이용한 피해방지에 대한 대책을 세우고 있다. 제방 구조물의 대부분은 콘크리트를 이용한 고강도 재료를 사용하여 설치되고 있으며, 재료의 환경성에 대한 문제점이 대두되어 왔다. 이에 따라 코코넛껍질을 이용한 사면 보호공, 고강도 식생매트를 이용한 사면 보호 등 친환경 재료를 이용한 사면보호 공법에 대한 연구들이 다양하게 진행되어 왔다. 본 연구에서는 미생물을 이용하여 사면을 보호하기 위한 블록 및 피복기법에 대한 연구를 진행하고 있으며, 다양한 환경성 및 무독성 검증도 병행중에 있다. 그 중 본 연구에서는 신소재와 황토, 모래, 석고를 다양한 비율로 조합하여 블록으로 활용하기 위한 일축압축 강도 실험을 수행하였으며, 신소재의 소류력 저항능력을 실험하기 위하여 안동 하천실증연구센터의 급경사 수로에 신소재를 피복한 시험구를 조성하고 5m/s 이상의 유속에서 저항능력 실험을 수행하였다. 본 연구에서는 본 실험 결과를 기반으로 하여 추후 다양한 친환경 재료를 이용한 조합을 통해 기존 콘크리트 블록에 준하는 강도를 발현할 수 있는 신소재 블록의 개발을 목표로 하고 있다.

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Borehole Image Processing System(BIPS)를 이용한 사면 안정성 해석

  • 유병옥;김병섭
    • 지구물리
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    • 제5권2호
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    • pp.111-129
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    • 2002
  • 일반적으로 사면에 대한 조사방법은 지표지질조사를 실시하여 불연속면의 정보를 획득하는 것이 보편화 된 방법이나 제한된 영역의 정보만을 획득하게 되는 문제점을 가지게 된다. 절취사면에서 활동면 또는 활동가능한 연약한 파쇄대를 추정하는 방법으로 토모그래피, 전기비저항탐사, 탄성파 탐사와 같은 지구물리탐사 방법을 이용하나 최근에 사용된 카메라 장치를 이용하는 방법은 시추공벽의 화상을 촬영하여 직접 육안으로 확인 할 수 있는 방법으로 다른 방법들에 비해 보다 확실히 활동가능면을 찾아낼 수 있는 방법이라고 생각된다. 본 논문에서는 고속도로 현장에서 붕괴가 발생한 사면의 붕괴원인과 활동면을 추정하고 굴착이 되지 않은 대절토 사면의 활동가능성을 예측하기 위해 시추조사를 실시한 후 BIPS(Borehole Image Processing System) 장비를 도입하여 사면내의 활동가능성 예측 및 불연속면 방향에 대한 정보를 획득하여 굴착시의 사면안정 문제를 예견해 보았다. 붕괴가 발생된 사면에서는 활동가능성이 있는 점토층을 확인할 수 있었으며 굴착되지 않은 사면에서는 주절리군의 발달방향이 사면방향으로 경사져 활동가능성이 매우 클 것으로 예상되어 사면에 대한 안정대책을 제시하였다. 특히, 굴착되지 않은 절토사면은 굴착 후에 안정성을 확보하기 위한 사면경사 완화방안은 지형이 급경사를 형성하여 100m 이상의 장대면을 형성하므로 사면을 앵커로 보강하는 방안 및 절토구간을 터널로 변경하는 방안을 제안하였다.

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저수지 유입부에 조성한 저류지의 수질개선효과 및 미생물학적 특성

  • 남귀숙;김형중;이광식;손형식;손홍주;이상준
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2003년도 봄 학술발표회 발표논문집
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    • pp.414-417
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    • 2003
  • 유역의 경사가 비교적 급하고, 소규모 축산농가의 미처리된 축산폐수 및 농경지 배수, 산재된 마을하수 등 비점오염원의 유출이 강우시 집중적으로 이루어지는 중산간 농업용 저수지의 수질개선을 위한 공법으로 부영양화된 충남 아산 마산저수지의 유입부에 조성한 저류지를 이용한 수질개선효과 및 물질분해자로서 미생물학적 특성을 2000년부터 2002년까지 3년간 연구함으로서 향후 유사한 농업용저수지의 수질개선 방안으로 실용화 가능성을 모색하고자 하였다. 그 결과 수질정화효과는 총질소와 총인 등 영양염류의 정화효과가 비교적 우수하게 나타났으며, 유기오염물질로서 BOD, COD, SS 등은 평균 수질정화효과는 (-)의 값을 보여주었으나, 강우기에는 정화효율이 높게 나타났다 또한, 저류지의 물질 침전기능 외 오염물질의 활발한 분해작용을 살펴보고자 세균 분포 특성을 조사한 결과 유입수와 저류지, 저수지 각각의 수체에서 조사된 총세균수 및 총세균수에 대한 진정세균수의 비율이 유입수<저류지<유출수의 순으로 나타나 저류지의 유기물질 분해 활성이 높음을 보여주고 있다. 따라서 저수지 유입부에 조성한 저류지의 수질개선효과는 강우시 입자성 유기물질의 효과적 제거 뿐만아니라 영양염류의 제거효과, 특히 질소의 제거효과가 높은 정화기구로서 설치비용이 적고, 유지관리가 간단한 특성을 살려 유사한 중규모 농업용저수지의 수질개선 기법으로 널리 활용할 가치가 있음으로 사료된다.

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선형 Muskingum-Cunge 법에서의 수치적 인자의 변화가 유출특성에 미치는 영향 (Effect of Change of Numerical Parameters on Outflow Characteristics in the Linear Muskingum-Cunge Method)

  • 김진수
    • 물과 미래
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    • 제29권5호
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    • pp.139-150
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    • 1996
  • 본 논문에서는 수리학적 유역추적 모형인 선형 Muskingum-Cunge(M-C)법에 있어서 격자간격과 같은 수치적 인자의 변화가 단위폭사면에서의 유출수문곡선에 미치는 영향을 소개한다. 수치계산의 결과에 의하면, 유출특성은 수치적 또는 물리적으로 의미를 갖는 Courant 수 C 및 cell Reynolds 수 D의 값에 좌우되는데, C 값은 1에 접근할수록 D 값은 증가할수록 수치분산에 의한 진동은 발생하기 어렵다. C<1인 경우는 수치진동이 이동파의 전방에 발생한다. C>1인 경우는 파의 후방에 발생하는데, 이 때는 수치확산의 효과로 인해 수치진동은 작아지거나 사라진다. 특성구간길이 L의 값이 작은 사면(예, 급경사사면)의 경우, M-C법은 kinematic 법과 마찬가지로 파의 감쇠를 보이지 않는다. 한편 L의 값이 큰 사면(예, 완경사 사면)에서는 M-C법은 큰 거리격자간격 (Δx)에서도 큰 D(= L/ΔX)의 값을 갖게 되어 C에 거의 관계없이 diffusion wave를 잘 재현한다. 따라서 완경사 유역의 추적에 있어 M-C 법의 적용은 매우 유효하리라고 생각된다.

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산닥나무(Wikstroemia trichotoma), 거문도닥나무(W. ganpi) 자생지 생육환경 및 입지환경 특성 (Natural Environmental Characteristics and Vegetation Structure of Wikstroemia trichotoma and W. ganpi, Thymelaeaceae)

  • 손용환;김현준;이선영
    • 한국자원식물학회:학술대회논문집
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    • 한국자원식물학회 2022년도 추계학술대회
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    • pp.60-60
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    • 2022
  • 우리나라에 분포하는 팥꽃나무과(Thymelaeaceae) 산닥나무속(Wikstroemia) 식물은 산닥나무[Wikstroemia trichotoma (Thunb.) Makino], 거문도닥나무[W. ganpi (Siebold & Zucc.) Maxim.] 2종이 분포하고 있다. 산닥나무는 낮은 산지의 그늘진 계곡에서 주로 자생하며, 거문도닥나무는 임연부에서 주로 자생하는 것으로 알려져 있다. 현재 우리나라에 남아있는 자생지는 기후변화, 남획 등을 이유로 과거에 비하여 축소되어 유전자원의 현지 내·외 보전이 적극적으로 권장된다. 따라서 본 연구에서는 삼지닥나무, 산닥나무, 거문도닥나무의 생육환경 특성을 파악하여 보존 및 증식을 위한 기초자료로 활용하는 데 그 목적이 있다. 연구 결과, 확인된 자생지는 3지역 7개소로 산닥나무는 순천지역, 영암지역, 거문도닥나무는 고흥지역에 자생하는 것으로 확인되었다. 산닥나무는 해발고도 72-248 m, 사면 방위는 북사면, 동사면, 경사는 30-55°의 급경사지에서 주로 자생하는 것으로 확인되었으며, 방형구(10×10 m) 내 개체수는 8-20 개체가 확인되었다. 거문도닥나무는 해발고도 65-76 m, 사면방위는 동사면, 경사는 20-60°, 개체수는 15-25 개체가 확인되었다. 군집분석은 지표종 분석을 통해 가장 유의한 2개 군집으로 나뉘었으며, 산닥나무는 소나무 군집(Pinus densiflora Sieblod & Zucc.), 거문도닥나무는 곰솔(Pinus thunbergii Parl.) 군집으로 확인되었다. 군집의 안전성, 다양성을 나타내는 척도인 종다양성, 최대종다양도, 균재도 및 우점도지수는 소나무 군집 1.2303, 1.2788, 0.9621, 0.0389, 곰솔 군집이 1.1821, 1.2359, 0.9552, 0.0448로 확인되었다.

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3급 부정교합 환자에서의 치료후 골격변화 양상에 관한 연구 (A study on the skeletal changes after treatment of Class III malocclusion patients)

  • 정동화;차경석
    • 대한치과교정학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.267-279
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    • 1996
  • 교정치료는 치료 후의 분석이 이루어져야 그 성공여부를 평가받을 수 있다. 왜냐하면 교정치료는 환자자신의 고유한 균형을 변화시켜 또 다른 균형을 설정해가는 과정이기 때문이다. 그러나 1급이나 2급 부정교합에 비해 3급 부정교합 환자에 대한 연구는 미비하였다. 이 연구는 일반적인 교정치료시와 보정기간 중에는 어떠한 변화과정을 겪으며, 이들 중 재발 양상을 나타내는 요소에 대하여 치료 전의 골격형태와 치료기간 중 변화량과의 상관관계를 알아보고자 시행하였다. 초진시의 Heilman dental age가 IIIB이상이며 1년 6개월이상의 보정기간이 경과한 24명 을 대상으로 하여 치료기간과 보정기간 중에 각항목의 변화량을 비교하고 이중 복귀현상을 나타낸 항목에 대한 상관관계를 분석하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. FH plane에 대한 교합평면의 각과 하악평면의 각, 그리고 하악평연에 대한 하악 전치의 각은 치료기간중의 변화가 보정기간 중에 치료전의 상태로의 복귀현상을 나타내었으며 이중 교합평면각과 하악 전치의 치축항목은 치료기간중의 변화량과 역상관 관계를 나타내었다. 2. 치료 종료시 교합평면의 상방변위가 보정기간 중에 원래의 형태로 복귀하려는 경향을 보였으며 이는 치료기간 중에 변위량과 비례하여 나타났으나 기저골에 대한 상하악 대구치의 경사는 치료기간중의 변화량이 보정기간에 일정하게 유지되었다. 3. 보정기간 중의 하악평면각은 치료기간 중의 하악의 후하방 회전량이 클수록 감소하였다.

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고성능 병렬 유한요소 솔버를 이용한 3차원 주시와 진폭계산 (3-D Traveltime and Amplitude Calculation using High-performance Parallel Finite-element Solver)

  • 양동우;김정호
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제7권4호
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    • pp.234-244
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    • 2004
  • 주파수 영역 유한요소 파동방정식의 3차원 모델링은 거대한 크기의 산재행렬(sparse matrix)인 임피던스 행렬을 풀어야 한다. 이러한 이유 때문에 파동방정식의 3차원 모델링은 주로 시간 영역에서 이루어지고 있다. 이 연구는 주파수 영역 파동방정식의 유한요소 3차원 모델링 연구의 일환으로 라플라스 영역에서 1개 주파수에 대한 파동방정식 해를 이용하여 주시와 진폭을 계산할 수 있는 SWEET(Suppressed Wave Equation Estimation of Traveltime) 알고리즘과 병렬 유한요소 솔버를 결합하여 주파수 영역 3차원 모델링을 시도 하였다. 이렇게 계산된 주시와 진폭은 파선이론에 기반하여 계산된 주시와 진폭과 달리 급경사 구조 또는 수평 속도의 비가 큰 곳에서도 정확하게 계산되며, Kirchhoff 구조보정에 유용하게 사용될 수 있다. 연구의 결과를 검증하기 위하여 SEG/EAGE 3D 암염 모델의 주시와 진폭 계산에 적용하여 이를 검증하였다.

계단을 지나는 천수 흐름의 모의에서 내부 경계조건으로서 정확해의 부여에 관한 연구 (A Study on Imposing Exact Solutions as Internal Boundary Conditions in Simulating Shallow-water Flows over a Step)

  • 황승용
    • 대한토목학회논문집
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    • 제34권2호
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    • pp.479-492
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    • 2014
  • 이 연구에서는 계단과 같이 불연속 횡단 구조물을 지나는 천수 흐름에 대해 내부 경계조건으로서 정확해를 부여하는 기법을 제안하였다. 제안된 기법의 검토를 위해 MUSCL이 적용된 HLLL 근사 Riemann 해법을 이용하였다. 계단을 지나는 천수 흐름에 대한 다양한 문제에서 모의 결과는 정확해와 잘 일치하였다. 또한, 계단에서 댐 붕괴 실험 및 급경사 수로 실험의 결과와 부합되었다. 개발된 모형으로 낙차공과 같이 불연속 바닥을 지나는 천수 흐름에 대해 별도의 수위-유량 관계나 지형의 완화 없이 모의가 가능하다. 향후, 계단에 의한 흐름 저항과 수맥에 의한 에너지 손실에 대해 적절한 평가가 이루어진다면, 보나 옹벽(강변 도로)과 같은 불연속 지형을 넘나드는 천수 흐름에 대한 수치모의가 가능할 것으로 기대된다.