• 자원환경지질
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• 제56권4호
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• pp.435-445
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• 2023

삼각주는 하천이 운반하던 퇴적물이 호수나 바다, 하천의 본류와 같은 상대적으로 저 에너지의 환경을 만나 쌓인 퇴적 지형이다. 그 중 하천의 합류 지역에 생긴 삼각주는 하천 기하와 수리학적 특성에 큰 영향을 줄 수 있기 때문에 하천 관리 및 연구에서 중요하게 다루어진다. 최근 낙동강 내 대규모 준설과 보 건설로 하천 합류 지역의 평형상태가 깨지고 있다. 하지만 하천의 자연 회복성으로 인한 지속적인 퇴적으로, 인위적인 준설 이전의 자연상태로 되돌아가고 있다. 시계열 관측 결과 합류 지역의 삼각주는 준설 이후 지속적으로 성장하다가, 일정 크기에 도달하면 전반적인 크기의 변화없이 소규모의 성장과 후퇴를 반복하는 동적 평형상태에 이른다. 본 연구에서는 합류 지역 삼각주가 지류의 유사량과 본류의 유량에 따라 체결된 동적 평형 상태에 도달한다는 가정을 바탕으로 합류 지역의 퇴적-침식 작용을 설명하는 모델을 개발하였다. 모델은 지류 공급 퇴적물의 퇴적과 본류로 인한 침식 작용, 두 가지 기작을 토대로 한다. 모델에 사용된 낙동강을 대표하는 침식 계수는 낙동강 내 주된 합류 지역을 이용하여 추정했다. 개발된 모델을 이용하여 지류 유사량과 본류 유량에 따른 합류 지역 삼각주 평형 위치의 민감도 분석을 수행했고, 이후 주된 합류 지역의 연평균 유량, 유사량 데이터를 활용하여 낙동강 합류부 삼각주들의 동적 평형 위치를 예측하였다. 마지막으로 감천-낙동강에 기록된 일별 유량과 유사량 데이터를 활용하여 감천-낙동강 삼각주의 발달에 대한 모의 실험을 진행하였다. 모델을 통해 각 합류부 삼각주의 형성 여부를 예측하였고, 감천-낙동강 삼각주의 거동의 경향 또한 잘 예측하였지만, 단순화 과정에서 발생한 오차와 한계로 인해 감천-낙동강 삼각주에서 실제 발생하는 후퇴를 정확히 예측하지는 못하였다. 본 연구 결과는 합류 지역을 통한 낙동강 본류의 유사 공급량에 대한 기초 정보를 제공하여 하천 정비 및 유지에 기초 모델로 사용할 수 있다.

• 한국산림과학회지
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• 제108권4호
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• pp.552-561
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• 2019

우리나라에서는 매년 태풍 혹은 국지성 집중호우로 유발되는 산지토사재해로 인한 피해가 발생하고 있다. 특히, 국립공원 지역은 대부분 산악지로 이루어져 있고 지형의 경사가 가파르고 토심이 얕아 많은 피해가 발생하고 있다. 본 연구는 산악형 국립공원(설악산, 소백산, 지리산)지역에서 발생한 산사태 발생지 446개소를 대상지로 선정하여 다양한 산림환경 인자별로 조사하고 산사태발생지 특성을 분석하였다. 산사태 발생 평균면적, 평균 침식량, 평균 길이, 폭은 각각 1,212 ㎡, 1,389 ㎥, 75 m, 12.9 m로 나타났다. 산림환경 인자가 산사태 발생 빈도에 미치는 영향을 분석한 결과, 사면경사도 (31~40°), 사면방위 N(북사면), 종단·횡단사면 오목(凹), 표고(401~800 m), 사면위치 산복, 하천차수 1차, 임상 혼효림, 모암 화강암, 토심 (46 cm 이상)에서 발생빈도가 높은 것으로 조사되었다. 산사태가 발생한 피해지에서의 침식량과 산림환경 인자와의 상관관계를 분석한 결과는, 종단사면(복합), 표고(1,201 m 이상), 토심(46 cm 이상)에서 1% 수준 내에서 정의상관관계를 보였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제9권3호
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• pp.299-307
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• 2007

본 논문에서는 터널 숏크리트 라이닝의 장기 화학적 열화에 의한 물리적 손상을 수치적으로 모델링하기 위한 새로운 개념의 해석기법이 제안되었다. 이러한 물리적 손상은 내부균열 발생, 재료 강성과 강도의 저하에 의해 주로 유발되며, 이들은 장기 화학적 열화반응에 의한 체적팽창 및 시멘트질의 침식에 의해 발생된다. 결과적으로, 이러한 숏크리트 라이닝의 손상 메카니즘은 터널내에서 발생할 수 있는 다양한 종류의 열화반응들에서 유사하게 나타난다. 따라서, 본 연구에서는 일련의 화학적 열화 반응에 기인한 물리적 손상 메카니즘을 일반화 하였으며, 열역학에 기반한 수치모델을 수학적으로 유도 하였다. 유도된 수치모델은 3차원 유한요소 프로그램으로 코드화되었으며, 외력과 장기 화학적 열화를 겪고 있는 터널 구조물의 시간의존성 거동 시뮬레이션에 적용된다. 개발된 코드는 몇 개의 예제 수행을 통해 터널설계상에서의 적용성을 검토하였으며, 동일한 열화조건하에서도 주변 지반응력상태에 따라 물리적 손상 속도와 정도가 크게 달라짐을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.528-528
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• 2012

최근 집중호우에 따른 강우강도의 증가로 유역에서 토양침식량 뿐만 아니라, 하천유사량(fluvial sediment)의 규모를 증대시켜 많은 유사 관련 문제를 초래하고 있다. 또한, 하천유사량의 유출 증가로 인해 홍수시에 유사가 하도와 저수지내로 유입됨에 따라 통수단면적과 저수지용량을 감소시켜 이수나 치수 기능을 방해하는 결정적인 역할을 하게 된다. 따라서, 이와 같은 문제들을 해결하기 위하여 보다 정확한 유사유출량을 파악하는 것이 중요하다. 현재 국내에서 유사유출량을 산정하는데 있어 국내 실정에 맞는 유사유출량 산정기법이 요구되나 유사측정지점 및 측정자료의 부족으로 인해 국외에서 개발된 모형이나 경험식 등을 통해 추정하는 방법에 의존하고 있는 실정이다. 이와 같이 추정에 의한 방법은 신뢰성이 떨어지는 단점이 있어 실무자들로 하여금 침사지, 저수지 및 댐 등의 설계시에 유출되어지는 유사유출량을 파악하기에는 다소 무리가 있다. 따라서, 본 연구에서는 팔당호로 유입되는 경안천 유역의 실측 유사량자료를 바탕으로 유량-총유사량 관계식을 제시하여 보다 정확한 유사유출량을 산정하여 실무자들에게 신뢰성 있는 자료를 제공하는데 목적이 있다. 유사유출량 산정 절차로는 경안천 유역에 설치되어 있는 경안수위관측소에서 3년간(2008년 ~ 2010년) 실측된 유사량자료를 바탕으로 기존의 총유사량 산정식 Ackers-White(1973), Engelund-Hansen(1967), Einstein(1950)등을 이용하여 산정한 총유사량과의 비교분석을 수행하였으며, 분설 결과를 토대로 경안천 유역에 적합한 총유사량 산정식을 선정하였다. 선정된 총유사량 산정식으로 산정한 총유사량과 국통해양부 유량조사보고서(2010, 2011)에 제시된 수위-유량관계곡 선식으로 산출한 유량자료와의 회기분석을 통해 유량-총유사량 관계식을 제시하였으며, 제시된 유량-총유사량 관계식을 적용하여 연간 유사유출량을 산정하였다.

• 한국환경복원기술학회지
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• 제3권3호
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• pp.12-19
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• 2000

계상 내의 미지형에 영향을 주며 형성된 하상퇴적지의 안정과 보전을 도모하고 계류환경을 보호하기 위하여 계성천 상류유역에서 식생정보를 이용한 하상퇴적지의 식생구조와 시간적 및 공간적 유로변동 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. 퇴적지의 생성은 산림 내 상류구간은 주로 산사태 및 토석류 등의 중력침식 현상에 의하여 일어나고, 운반작용에 의해 형성된 하상퇴적지는 식생의 침입에 따라 더욱 안정화되고 있음을 볼 수 있었다. 2. 퇴적지에 생장하고 있는 식생을 통하여 퇴적지의 생성연대를 추정할 수 있어 토석류 등의 토석유출로 인한 하상변동사를 파악하는데 식물지표가 유효한 정보원이 될 수 있었다. 3. 상류 퇴적지의 식생은 근처 산림지역으로부터 종자의 비산으로 치수가 성장하여 자라고 있으므로 비교적 주변식생과 유사하여 완벽한 자연성을 보였는데 특히, 소나무, 때죽나무, 상수리나무, 갯버들, 달뿌리풀 등이 많이 출현하여 계반림 경관을 구성하는 주된 종으로서 교란이후 다른 식생보다 빨리 정착하는 선구수종으로 나타났다. 4. 1 - 5년의 퇴적지는 물이 불어나면 빠른 시간 내에 유로로 전환될 수 있는 공간이며, 11 - 20년의 퇴적지는 계상 내 단구가 비교적 높아 퇴적 및 체류된 시간이 오래 되고 안정화된 퇴적공간이었으며, 퇴적지 토사량은 하폭이 넓을 수록 많았다. 5. 식생침입에 따른 하상퇴적지는 이동규모, 이동빈도 및 체류시간 등의 정도에 따라 안정화가 유지되면서 유로의 변동에 많은 영향을 받고 있음을 알 수 있다. 6. 퇴적지의 횡단면 구조를 통하여 퇴적지 생성년대에 따른 토사의 재이동 및 체류시간을 파악하여 토사이동규모에 따른 적정한 공작물을 설치하므로서 상류산지의 황폐계류 및 유역환경을 보전할 수 있도록 하여야 할 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1457-1460
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• 2010

최근 기후변화로 인해 태풍 등과 같은 집중성 강우가 많이 발생하고 있고, 강우시 유출 등으로 인한 유역내 발생하는 토양침식으로 인해 유역의 하천을 비롯하여 유출구에서의 탁수 및 유사 발생 문제는 우리나라 뿐만 아니라 전 세계적으로 심각한 환경문제로 대두되고 있다. 강우시 유역에서 발생하는 이러한 탁수문제를 효과적으로 해결하기 위하여 여러 최적관리기법 (Best Management Practices, BMPs) 들이 제안되어왔다. 본 연구의 목적은 볏짚매트 사용으로 인한 토양유실 저감 실측자료를 바탕으로 볏짚매트를 다양한 경사지 밭에 적용하였을 경우 유역에서의 토양유실 저감효과를 평가하기 위한 모델링 기법을 개발하는데 있다. 볏짚 매트의 효과를 Soil and Water Assessment Tool (SWAT) 모형으로 모의하기 위해서는 볏짚매트의 효과를 모형에서 반영할 수 있는 인자를 선택하여 최적의 인자값을 산정해야 한다. 본 연구에서는 유사 저감 효과 실험 결과를 VFSMOD-W 모형을 이용하여 USLE P 인자값을 도출하였으며, 경사도에 따른 USLE-P 값을 산정하여, SWAT 모형에 입력자료로 사용하였다. 분포형 모형과는 달리 준분포형 모형인 SWAT 모형은 소유역내 수문학적 반응단위별로 유출, 유사, 그리고 비점오염 발생을 평가하는데 이때 Hydrologic Response Unit (HRU)의 지형정보가 활용된다. 이 지형정보는 SWAT 유사 평가시 매우 민감한 변수중의 하나이기 때문에 유역 단위 유사 평가시 정확한 지형자료의 입력이 요구된다. 그러나 SWAT 모형은 소유역내 HRU의 경사도 및 경사장을 직접 산정하지 않고, 소유역의 평균경사도를 기준으로 하여 산정된 경사도를 소유역내 모든 HRU에 동일하게 적용하는 단점이 있다. 본 연구에서는 준분포 모형인 SWAT 모형의 단점을 개선하기 위하여 SWAT Spatially Distributed (SD)-HRU를 적용하였다. 이를 통해 다양한 경사지 밭에서의 볏짚매트의 효과를 분석할 수 있게 되었다. 볏짚매트 미적용시 모의 기간내 유사량 총합은 74,954.42 ton 이고, 월평균 유사량은 814.72 ton 으로 산정되었고, 볏짚매트를 적용하였을 경우 모의 기간내 (2000년 1월 - 2007년 8월) 유사량 총합은 48,460.55 ton 이고, 월평균 유사량은 526.75 ton 으로 볏짚매트를 적용하지 않았을 때보다 약 35.35 % 저감된 값을 보였다. SD-HRU를 적용하고 각 농경지의 경사도에 따라 USLE P 값을 수정하여 볏짚매트에 의한 효과를 분석하였을 때, 볏짚매트를 적용하지 않았을 때 보다 볏짚매트를 적용하였을 때 모의 기간내 약 35% 정도의 유사량이 감소된 것을 알 수 있었다. 본 연구결과에서 보여주는 바와 같이 고랭지 지역에서의 영농활동 시 볏짚매트를 설치한다면 강우시 발생하는 토양유실을 효과적으로 저감시킬 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권12호
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• pp.1011-1027
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• 2010

모형의 구조, 모델링에 사용되는 자료, 매개변수 등에 포함된 다양한 불확실성 원인들은 수문모의 및 예측결과에 있어 불확실성을 야기한다. 본 연구에서는 강우-유출 및 강우-유사유출 모의가 가능한 분포형 강우-유사-유출 모형을 용담댐 상류유역인 천천유역에 적용하여 수문곡선 및 유사량곡선의 재현성을 평가하고, 다중최적화기법인 MOSCEM을 이용하여 강우-유출 모듈, 강우-유사유출 모듈의 매개변수를 독립적으로 보정한 경우(Case I과 II), 그리고 두 모듈이 결합된 강우-유사-유출 모형의 매개변수를 동시에 보정한 경우(Case III)에 대하여 Pareto 최적해를 추정하고, 이에 따른 수문 예측결과의 불확실성을 평가한다. 매개변수 불확실성의 전이에 따른 수문곡선의 불확실성 평가 결과(Case I), 모의기간 동안 고유량보다는 저유량 부분에서 불확실성 범위가 두드러졌으며, 이에 반해, 유사량곡선의 경우(Case II) 저농도보다는 고농도 부분에서 불확실성 범위가 넓게 분포하였다. 강우-유사-유출 모형의 매개변수의 불확실성을 동시에 추정한 경우 수문곡선 및 유사량곡선 모두 Case I과 II에 비해 모의기간 전반에 걸쳐 불확실성 범위가 넓게 분포되었으며, 매개 변수의 불확실성으로 인해 대상유역내 격자별 침식 및 퇴적 공간분포 양상이 상이하게 나타났다.

• 지질공학
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• 제26권2호
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• pp.207-221
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• 2016

최근 국내 필댐 및 저수지의 노후화가 급속도로 진행되고 있으며, 이에 따른 제체의 손상이나 붕괴사고가 잇따르고 있다. 그러나 필댐의 핵심적인 차수기능을 담당하는 코어층에 대한 열화와 잠재 위해성 분류에 대한 연구는 거의 미진한 실정이다. 본 연구에서는 노후화가 진행 중인 13개 기존 코어형 필댐에 대해(준공 후 경과년수 9-52년, 댐 높이 22-67 m), 무수보링에 의한 코어층 시추 지반조사와 표준관입시험, 2D 및 3D 전기비저항탐사, 물성·역학시험을 수행하여 공학적 기반의 잠재적 위해성 유형을 국내 최초로 분류, 제시하였다. 중심코어층에 대한 무수보링 시추 지반조사 결과, 코어재 잠재 위해성 유형을 국부적 포화대, 신속한 공내수 유입, 조립질 혼재 코어재, 상대적 저 강성의 네 종류로 분류하였다. 코어형 필댐의 잠재 위해성 유형 중국부적 포화대 유형은 코어존 내 유로의 성장 및 발달에 의한 내적침식의 가능성이 존재하므로 가장 위험한 위해성으로 분류 되었으며, 코어재의 열화 등급에 따라 적절한 차수능 회복을 위한 보수보강이 필요한 것으로 판단되었다. 그 외 세 가지 위해성 유형은 즉각적인 조치보다는 지속적인 모니터링과 정기 검사의 강화가 필요할 것으로 검토되었다. 본 연구대상 댐의 분석 결과, 준공 후 경과년수와 댐 코어재의 열화 양상과는 상관성이 크게 없는 것으로 나타났다. 본 연구 결과는 코어형 필댐의 노후화에 따른 댐의 안전관리와 성능개선에 있어 유용한 자료로 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제89권1호
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• pp.24-32
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• 2000

본 연구는 경기도 광주군에 위치한 경희대학교 연습림내의 낙엽송, 잣나무 및 신갈나무의 천연활엽수로 구성된 3개의 임분의 선정된 구간에서 경사도별로 토층 분화와 강우에 따른 수분분포 특성을 구명하기 위하여 수행되었다. 조사대상 임분의 O층과 A층의 깊이는 활엽수나 낙엽송 염분에 비하여 임분 밀도가 높은 잣나무 임분에서 더 깊어지는 결과를 보여 토층 분화는 경사도, 토양침식과 물질퇴적과 함께 임분을 구성하는 식생과 임분 밀도 등이 주요인으로 작용하고 있음을 알 수 있었다. 그리고 각각의 임분에서 선정된 지점별로 용적밀도를 조사한 결과 경사도가 높은 지점에서는 용적밀도가 낮은 반면 토층이 잘 발달된 경사도가 낮은 지점에서는 용적밀도가 높은 것으로 조사되었다. 따라서 산림토양의 깊이별 용적밀도 변화는 토양표면에서의 침식, 유기물 함량, 토양입자의 수직적 이동과 상관성이 높은 것으로 판단된다. 그리고 이러한 용적밀도와 유기물의 토양내 분포 특성은 수리전도도에도 영향을 미쳐 용적밀도와 수리전도도는 반비례하는 경향을 보였으나, 유기물 함량에 따른 표층토만의 수리전도도의 변이는 높지 않았다. 낙엽송 임분에서 각각의 경사도와 토층 분화 깊이가 다른 세 지점에서 강우의 침투 특성을 볼 때 토양의 용적밀도와 경사도가 임분에 가해지는 강우의 수직적 이동뿐만 아니라 수평이동에도 영향을 마치는 것으로 조사되었다. 또한 lysimeter 실험 결과로부터 추정할 때 토양내 수분이 용적밀도가 다른 토양층간을 이동할 때 수분은 작은 범위의 수리전도도가 수분 이동을 결정하며, 특히 불포화 형태로 수분이 이동할 때는 유기물에 의한 수분 보유력도 토양내 수분이동에 영향을 미칠 것으로 추측할 수 있다. 결론적으로 산림토양에서의 수분 분포와 이동 특성은 사면경사도와 같은 지형적인 요인과 토양의 물리적 성질인 용적밀도와 유기물 함량 등에 의해 영향을 받는 것으로 사료된다.

• 대한지리학회지
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• 제47권5호
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• pp.641-653
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• 2012

강원 영동지역의 천진호와 쌍호에서 확보한 석호 퇴적물을 분석한 결과, 천진호는 AD 780에, 쌍호는 100 BC에 벼농경이 개시된 것으로 추정된다. 두 지점이 멀지 않은 거리 내에 있고 해안으로 연결되어 있음에도 불구하고 벼농경 시작 시점에 큰 차이가 나타나고 있다. 이는 화분자료를 활용하여 특정지역 벼농경문화의 정확한 전파 시점을 파악하는 것이 쉽지 않음을 시사한다. 강원 영동 지역의 경우, 낮은 농경 생산성으로 말미암아 벼농경 문화가 최초로 전파된 시점과 벼농경이 본격적으로 시작된 시점 간에 시간적인 차이가 있었던 것으로 사료된다. 천진호 및 쌍호 분석 자료 모두에서 벼농경이 본격적으로 시작된 지 약 250년 후부터 농경지시화분들의 중요도가 더욱 커지고 산지의 침식이 빠르게 증가하는 모습이 나타난다. 이는 벼농경의 활성화로 인구가 증가함에 따라 저지대에서 산지로 거주지역의 확대가 나타났고 이로 인해 산림이 영향을 받았음을 시사한다.