• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.30-30
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• 2015

유역에 내린 강우의 총량은 홍수나 갈수 측면에서 매우 중요하다. 점 강우량에 의해 측정된 강우량을 이용하여 유역 총강우량으로 환산하는 과정에 많은 오차가 포함되어 있다. 선행연구에 따르면, 우량계를 통한 강우관측에서 언더캐치(undercatch)에 의한 계통오차는 일반적으로 5~16%, 우연오차는 약 5%가 발생된다고 보고하였으며, 점 우량계 자료를 내삽하여 공간자료로 변환할 경우 0.1km 규모에서 표준오차가 4~14%, 1km 규모에서는 33~45%, 10km 규모에서는 약 65% 정도 발생된다고 한다. 이러한 우량계 관측오차 및 강우자료 처리과정에서 발생되는 오차는 유역의 유출량 계산에 영향을 주어 홍수예보 정확도를 크게 떨어뜨릴 수 있다. 우리나라에서는 지금까지 유역 총강우량 산정 측면에서 지점강우량의 불확실성에 대한 연구가 많이 이루어지지 못하였다. 본 연구에서는 우리나라에서 주로 사용되고 있는 전도형 우량계를 이용하여 소규모 구역에서 관측되는 강우관측의 불확실성을 분석하고자 하였다. 연구에 사용된 우량계는 0.5mm 급 표준 전도형 우량계로 정밀도는 시간당 1~100mm 기준으로 ${\pm}1%$를 기록하여 기상검정규격인 ${\pm}3%$를 만족하고 있다. 이 우량계는 한국건설기술연구원 안동하천실험센터 내에 장애물이 없는 평지에 60m 간격으로 총 6대($2{\times}3$)를 설치하여 2014년 7월 11일부터 9월 2일까지 54일간 관측을 수행하였다. 관측기간 동안 2대의 우량계가 수일동안 강우가 기록되지 않아서 분석에서 제외하였다. 우량계 상호 간의 누적강우량(54일간)을 비교한 결과 2.5~25.5mm의 차이를 나타냈다. 강우강도별 강우량 합계를 비교한 결과 시간당 1mm 이상에서는 약 1%의 차이가 났으며, 시간당 15mm 이상에서는 7.4%의 차이를 나타내어 강도가 큰 강우사상에서 우량계 간의 관측오차가 더 크게 나타났다. 또한 우량계 상호 간의 상관계수를 분석한 결과, 우량계 간의 거리가 가까울수록 그리고 누적시간이 길수록 상관계수는 커지는 것을 확인할 수 있었다. 도출된 결과를 토대로 하면 앞서 언급한 바와 같이 점 우량계 자료를 내삽하거나 유역 또는 계산격자의 대푯값으로 사용하여 1시간 이하 단위로 유출모의를 할 경우 심각한 오차를 발생시킬 수 있음을 시사한다. 보다 신뢰성 있는 홍수예보와 효율적인 유역관리를 위해서는 점 중심의 강우 관측이 아닌 면적 우량에 대한 관측이 이루어져야 하며 이를 위한 기술의 개발이 필요하다.

• 환경생물
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• 제38권4호
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• pp.705-713
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• 2020

금강 수계의 대형보가 2017년 6월부터 수문을 개방하기 시작하면서, 보의 상·하류에 다양한 모래톱이 드러나거나 새롭게 만들어지면서, 하천사주 지형의 생태계 가치를 파악하는 연구가 요구되었다. 본 연구는 세종보, 공주보, 백제보 구간을 대상으로, 광학 위성영상 공간분석을 통하여 보 건설 전, 보 건설 이후, 보 수문개방 후의 하천의 수변 서식처 지형 변화를 분석하였다. 위성영상은 물의 난반사로 인하여 수중공간을 구분할 수 없는 한계로 인하여, 수역은 단일 분류하고, 육상역인 하안사주와 하중도를 나지부, 초본부, 목본부, 웅덩이 등으로 세분류하여 총 9개의 서식처로 분류하였다. 그리고 이러한 분류 기준을 적용하여 위성영상을 공간분석하여 단위서식처를 추출하고 그 면적비를 산출하였다. 보 건설 전·후를 비교한 결과, 보 건설 전에는 3개보 모두에서 전구간에서 사주가 폭넓게 발생하였지만, 보 건설 후에는 대부분의 사주면적이 급감하였으며, 특히 나지형 사주는 거의 사라졌다. 이러한 효과는 하류 공주보와 백제보로 갈수록 더욱 두드러진 경향을 보였다. 그러나, 수문개방 이후에는 다시 사주의 면적비는 증가하였고, 이 가운데 나지형 사주가 높은 비율을 차지하였다. 이는 상류 세종보에서 가장 효과가 크게 나타났다. 이러한 연구결과를 통해서 우리는 금강수계에서 보 건설에 의한 서식처 감소효과는 수계의 하류로 갈수록 크고, 보 개방에 따른 서식처 회복은 수계의 상류로 갈수록 효과가 크게 나타난 것을 발견하였다. 앞으로 서식처다양성과 생물다양성 간의 관계 연구를 통하여 조절하천의 자연성 회복과정을 체계적으로 규명할 수 있기를 기대한다.

• 한국습지학회지
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• 제18권4호
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• pp.378-385
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• 2016

본 연구는 유수역에 적용 시 효율성을 높일 수 있는 HGM(Hydrogeomorphic) 기능 평가 틀을 제안 하였고, 이와 더불어 유수역에 적합한 기준습지를 습지보호지역 중 유수역에 해당되는 곳에 적용함으로써 기준습지의 활용성 제고를 목적으로 하였다. 기능평가는 기존의 HGM 평가 틀을 기반으로 하였으나, 유수역의 특성을 반영하여 수문학적, 생지화학적, 식물서식처, 동물서식처 기능에 따른 총 10개 항목의 기능지수(Functional Capacity Index, FCI)를 산정하였다. 유수역에 적합한 기능평가 틀의 각 항목별 지수를 하도 습지보호지역인 2개소의 습지에 적용해 본 결과 인공호안 하도습지인 담양하천습지는 제외지내 식생 분포 면적비율, 단위면적당 식물종수, 버드나무 분포 면적비율 등의 값이 높게 분석되었고, 이들 변수 값이 반영된 양분 순환(947,668.00), 식물종풍부도 및 특징적인 식생 군집 유지(6.39), 서식처의 공간구조적 유지(11.00) 등의 기능지수 값이 상대적으로 높게 분석되었다. 자연호안 하도습지인 한반도습지는 담양하천습지에 비해 하천 규모가 크고, 생물종다양성과 관련된 변수값이 높았으며, 이와 관련된 에너지 감쇄(17,805.16), 지표하 저류(0.54), 이입된 원소와 화합물 제거(103,052.73), 잔재생체량 유지(2.31), 산포 및 연결성 유지(6.50), 저서성무척추동물의 종다양성(1.60), 척추동물의 종다양성 및 종수(2.52/ 151.50) 등에서 기능지수 값이 상대적으로 높게 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.175-181
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• 2020

본 연구는 도심지에서 좁은 폭 구간에 실시하는 물다짐 공법의 적정 시공방법 제안을 연구목적으로 한다. 도심지 차도나 보도의 도로함몰로 차량의 파손, 인명의 손실 등이 발생할 수 있다. 공사장 인근에서 발생하는 도로함몰의 주요 원인은 부실시공이다. 원인조사 결과 약 25~49%가 굴착복구 미흡으로 발생하는 것으로 발표되었다. 굴착복구 시공은 장비 혹은 인력으로 실시하며, 다짐장비나 인력으로 다짐이 어려운 소폭의 관로 되메우기, 흙막이가시설과 구조물 사이 협소 공간 되메우기 등을 수행할 때는 통상적으로 물다짐 공법을 사용하고 있다. 그러나 물다짐에 관한 다짐원리와 시공 조건 관련 표준시방 및 품질관리 기준은 미흡한 상태이다. 이에 본 연구에서는 물다짐 공법에 대해서 다짐원리 및 적정 되메우기 재료와 다짐효율에 관한 실내모형시험을 수행하고, 현장시공 현황 및 문제점을 조사·분석하여 물다짐 공법의 가이드라인을 제시하였다. 결론적으로 물다짐 공법의 원리를 분석한 결과 투기하는 되메우기 재료는 입도분포와 투수성이 주요 인자로 입도 및 투수계수의 세부기준을 제시하였고, 시공방법은 다짐효율을 높이기 위해 하부 배수층을 확보한 상태로 0.3m 단위로 층별 물다짐을 수행하여 상대다짐도 90%이상의 다짐품질을 확보해야 한다. 또한 물다짐이 완료된 상태에서 엄지말뚝을 인발한 경우 교란범위인 H-pile 단면기준으로 폭(B)의 1.5배, 높이(H)의 1.0배 주변 지반에 추가 물다짐을 수행하여야 한다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제27권1호
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• pp.23-30
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• 2015

대형 구조물의 건설과 지하공간의 활용을 위한 대규모 굴착 공사에 축방향 압축력에 대한 저항성능이 뛰어난 버팀보가 요구된다. 팔각형강관은 2축대칭 폐단면구조로 단위 길이 당 중량이 같은 경우 사각형강관에 비하여 단면2차모멘트가 크고 판의 폭-두께비는 작아 휨좌굴 및 국부좌굴에 대한 압축강도가 더 크다. 또한, 원형강관에 비하여 실제 시공단계에서 버팀보의 설치, 해체, 운반 및 적재 시 유리한 장점이 있다. 이 연구에서는 길이 9.6m의 팔각형강관 2개를 현장에서 볼트로 맞대기 이음하고, 양 끝에 주철로 제작한 지점연결요소를 볼트로 접합시킨 길이 20m의 팔각강관 버팀보에 대해 설계기준, 중심축의 초기폄심에 따른 유한요소해석 결과, 그리고 버팀보 재하 시험에서 얻은 결과를 서로 비교하고, 버팀보의 성능을 평가하였다. 시험 결과, 모든 버팀보 시험체의 축방향 압축강도는 도로교설계기준(2012)에 따른 값과 거의 동일하거나 그 이상인 것으로 나타났다. 초기편심은 측정한 변형률 값을 이용하여 추정할 수 있으며, 모든 버팀보 시험체의 경우 L/450 이하인 것으로 나타났다. 초기편심이 증가하면 버팀보의 압축강도는 감소하며, 횡방향하중으로 상재하중이 재하된 버팀보는 자중만 작용하는 경우에 비하여 초기편심의 증가로 인한 영향이 작은 것으로 나타났다. 이 연구 결과, 제작 및 설치에 의해 발생하는 오차와 자중에 의한 처짐을 고려한 초기편심을 L/350 이하로 관리하면 도로교설계기준(2012)의 압축강도를 확보할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.144-155
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• 2022

해양경찰청에서는 연안사고를 예방하기 위해 주요 연안활동장소에 대한 위험도를 평가하여 이를 기반으로 순찰·관리하고 있으나, 연안사고 발생 증가 속도에 적절하게 대응하지 못하고 있다. 이는 연안활동 공간이 점차 확장됨에도 불구하고 관리·감독 인력은 확충되지 못하여 생기는 관리 공백으로 인한 안전관리의 사각지대가 발생하기 때문이다. 따라서 이를 해소하기 위해서는 현행 안전관리 체계를 점검.보완한 보다 효율적이고 실효성 있는 방안 마련이 요구된다. 특히 연안사고는 시간에 따른 이용자들의 활동 특성의 차이로 인해 사고요인 및 사고장소가 달리 나타나는 특징을 보인다. 연안사고 통계자료(2017~2021)를 분석한 결과, 주로 가족 단위의 여가활동이 빈번한 갯바위, 해수욕장, 해양의 경우 주간 사고발생 빈도가 높고, 음주, 방향상실, 자살로 인한 사고가 주로 발생하는 항포구, 갯벌, 교량의 경우에는 야간이 높은 것으로 나타났다. 또한 주중에 비해 이용객이 증가하는 주말의 사고빈도가 높았다. 이러한 경향은 연안활동장소의 위험도 평가 시 이용자의 시간적 활동 특성을 반드시 반영해야 함을 시사한다. 따라서 본 연구에서는 연안사고 사례를 기반으로 시간에 따른 연안활동 장소에 대한 사고 특성을 파악하고 이를 등급화하여 위험도를 평가할 수 있는 기준을 제시하였다. 제시된 평가 기준을 활용하여 시간에 따라 연안활동장소를 효율적으로 관리·감독함으로써 연안사고를 줄일 수 있는 기반을 마련할 수 있을 것으로 기대된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.848-857
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• 2018

최근 국제적으로 풍력, 태양광, 파도, 연료전지 등의 친환경 신재생에너지 개발이 활발하다. 특히, 해상에서의 풍력발전단지 개발은 대형화를 통한 단가 절감, 고품질의 풍력자원 활용, 발전기로 인한 소음 피해 최소화를 위해 해안에서 멀리 떨어진 위치에 대규모 부유식으로 건설되는 추세이다. 풍력발전단지의 개발은 해사안전법에 의한 해상교통안전진단제도에 따른 평가가 필요하다. 풍력발전단지의 평가는 해당 수역의 체계적인 개발, 관리, 활용을 위해 선과 면적 개념을 모두 적용하여 수행되어야 하며, 이를 위한 평가 방법과 기준이 개발되어야 한다. 이 연구에서는 해상풍력발전단지처럼 해양 공간을 평가할 수 있는 해상교통조사방법과 평가에 대한 적절한 기준을 수립하고, 이를 시스템적으로 처리할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 먼저 해상교통조사를 위해 AIS와 레이더를 이용한 이동식 해상교통데이터 수집장치를 설계하였다. 그리고 선과 면적의 개념을 모두 적용한 해상교통 항적도, 밀집도, 경로 분석을 제안하였다. 해상교통밀집도는 Grid-cell의 크기를 조절하여 단위 cell에 대한 공간적, 시간적 점유율을 구분하고 해상교통 경로 분석은 해상을 통항로 또는 작업 공간으로 사용할 때를 구분하여 선박의 이동 패턴을 평가할 수 있도록 제안하였다. 최종적으로 시스템적인 해상교통데이터의 수집과 평가가 가능한 해상교통안전평가솔루션의 개념설계를 수행하였다. 이는 자동적인 해상교통데이터의 수집 저장 분류를 통해, 데이터 누락이나 오표기와 같은 인적 오류를 최소화하고 해상 공간의 용도에 따라 선과 면적 개념을 반영하여 분석함으로써 신뢰성 있는 해상 공간의 평가가 가능하게 한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.996-1000
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• 2009

물순환계를 종합적으로 관리하기 위해서는 물순환계의 모니터링과 해석모형의 구축이 필요하다. 실측자료만으로는 복잡 다양한 물순환계 구조 및 인과관계를 규명할 수 없기 때문에 시간적 공간적으로 변화하는 다양한 수문현상을 일관된 하나의 시스템으로 이해하기 위해 물순환 해석모델을 구축하여 검토할 필요가 있다. CAT(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool)은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있게 하며, 토양층에 따라 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 Link-Node 모형으로, 증발산은 기준 증발산을 외부에서 직접 입력하거나, Penman-Monteith 방법을 선택할 수 있으며, 침투는 토양의 수리전도도에 따른 연직방향 침투 및 사면방향 복귀류를 고려할 수 있다. 노드의 지하수 유거를 고려하여 기존 노드-링크 방식 모형의 장기 유출 해석시 제한점을 보완하였으며, Muskingum, Muskingum-Cunge, Kinematic wave 방법을 이용하여 하도추적을 모의할 수 있다. 또한 GUI를 통해 사용자가 손쉽게 모형을 적용하고 관리 할 수 있도록 하고, 여러 시나리오를 적용함에 있어서 편리하도록 개발 중인 모형이다. 본 연구에서는 개발중인 CAT 모형을 평가 하기위해 시험 유역으로 운영 중인 설마천 유역에 적용하여 소유역 분할(노드수), 계산 시간 간격(일/시단위) 등에 따른 적용성을 평가하였다. 관측 자료를 통해 구축 가능한 물리적 매개변수를 통해 해당 유역을 단일 노드 및 다중 노드로 간단히 모형화할 수 있었으며, 모의 결과, 관측 유량과 적절히 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 1시간 단위에 대한 모의에서도 유출을 적절히 모의할 수 있었으며, 소규모 유역에 대한 정밀한 물순환 해석이 가능할 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
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• pp.159-163
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• 2009

CAT(Catchment hydrologic cycle Analysis Tool)은 기존 개념적 매개변수 기반의 집중형 수문모형과 물리적 매개변수 기반의 분포형 수문모형의 장점을 최대한 집약하여, 도시유역 개발 전 후의 장 단기적인 물순환 변화 특성을 정량적으로 평가하고 물순환개선시설의 효과적인 설계를 지원하기 위한 물순환 해석 모형이다. CAT은 수문학적으로 균일하게 판단되는 범위를 소유역으로 분할하여 지형학적 요인에 의한 유출 특성을 객관적으로 반영할 수 있으며, 개발 공간 단위별로 침투, 증발, 지하수 흐름 등의 모의가 가능하도록 하는 Link-Node 형식으로 개발되었다. 모형의 UI(User Interface)는 사용자가 손쉽게 모형을 적용 관리하고, 여러 시나리오를 동시에 효과적으로 모의하여 분석할 수 있도록 설계되었다. 또한 모든 입력 출력 자료를 Excel이나 텍스트 형식과 연동되도록 하여 프로젝트별 매개변수 관리가 용이하도록 개발하였다. CAT의 수문해석모듈로 증발산, 침투, 유역 유출, 지하수 유거, 하도추적 등의 모듈을 개발하였다. 증발산은 기준 증발산을 외부에서 직접 입력하거나, Penman-Monteith 방법을 선택할 수 있으며, 침투는 토양의 수리전도도에 따른 연직방향 침투 및 사면방향 복귀류를 고려할 수 있다. 노드의 지하수 유거를 고려하여 기존 노드-링크 방식 모형의 장기 유출 해석시 제한점을 보완하였으며, 하도추적을 위해 Muskingum, Muskingum-Cunge, Kinematic wave 방법 등의 해석법을 제공하였다. CAT의 수문모듈을 이용하여 설마천 유역을 단일노드 및 멀티노드로 개념화하여 모의하였으며, 모의결과를 관측유량과 비교한 결과, 두 경우 적절한 범위내의 결과임을 확인할 수 있었다. CAT의 안정적인 수문해석 기능을 바탕으로 향후 물순환개선시설 모듈과의 결합을 통해 장기 물순환 해석에 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국통신학회논문지
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• 제36권2B호
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• pp.148-158
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• 2011

고정형 센서 노드(고정노드)와 이동형 센서 노드(이동노드)가 상존하는 형태로 무선 센서 네트워크를 구축할 경우 고정노드는 단위공간의 환경 데이터 수집 및 이동 노드를 위한 액세스 포인트 역할, 그리고 이동노드는 이동체에 부착하여 이동체의 실시간 위치인식 및 이동체 내부 상태 정보 실시간 감시가 가능해져 다양한 새로운 서비스가 창출될 수 있다. 이러한 환경에서 이동노드 간 메시지 전송 서비스는 중요한 핵심기술 이나 기존 센서 네트워크 환경에서 이동노드들의 위치 변화는 빈번한 네트워크 토폴로지 재구성을 유발하여 불안정한 통신 환경과 낮은 메시지 전송율의 문제점을 가지고 있다. 본 논문에서는 다수 이동노드의 이동성을 보장하면서 고정 노드를 경유하는 이동노드 간 비동기 메시지 전송의 확률을 높이기 위한 세 가지 방법을 제안한다.