• 한국수자원학회논문집
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• 제48권11호
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• pp.879-889
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• 2015

본 연구는 지류의 합류각, 지류와 본류의 유량비, 준설 깊이비의 변화에 따른 지류에서의 두부침식 양상과 합류부 이동상 하도에서의 분리구역의 특성을 분석하였다. 분리구역은 지류가 합류되어진 직후 단면에서의 유속이 0(영)인 구간으로 정의하였다. 준설 깊이에 따른 두부침식이 발생치 않은 범위를 제시하였다. 합류각, 유량비, 준설 깊이비 증가에 따른 두부침식 깊이비 및 천급점의 이동거리비는 전반적으로 증가하였으며, 천급점의 이동거리비의 관계식을 제시하였다. 이동상 하도에서의 유량비와 합류각 증가에 따른 분리구역의 길이비 및 폭비는 고정상 하도에서와 같은 양상으로 증가하였다. 준설 깊이비 증가에 따른 분리구역의 길이비는 감소하고 폭비은 증가하여 형상지수는 크게 증가하여 통수단면의 감소로 배수위 현상이 기대된다. 고정상 하도와 이동상하도에서의 합류각, 유량비, 준설 깊이비에 따른 형상지수 관계식을 제안하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권2호
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• pp.1500-1506
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• 2015

하천의 본류와 지류가 만나는 합류부 구간에서 시작된 두부침식은 시간에 따라 지류 상류로 전파될 수 있으며, 급격한 하상저하로 인해 지류에 설치된 수리구조물의 안정성을 위협할 수 있다. 이러한 두부침식의 피해를 사전에 방지하기 위해서는 발생원인과 그 메커니즘에 대한 정량적 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 논문에서는 개수로 실험 장치를 이용하여 비점착성 유사로 이루어진 하상에서의 두부침식에 관한 수리실험을 수행하였으며, 수리 조건에 따른 천급점 이동 및 최종 하상경사 변화 등을 분석하였다. 분석 결과, 상하류단의 유속차가 2.5배 큰 조건에서 천급점 이동이 약 1.5배 더 빠르게 진행되는 것으로 나타났으며 좌안과 우안에 비해 중앙의 침식 및 붕괴가 먼저 발생하는 것으로 나타났다. 또한 상 하류단 유속차가 클수록 두부침식 이동길이가 길어지고 더 완만한 하상경사가 나타나는 것을 확인하였으며 본 실험에서는 수위차의 경우 유속차에 비해 상대적으로 두부침식 이동성 및 하상경사에 미치는 상관관계가 일정하지 않는 것으로 나타났다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제5권4호
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• pp.276-284
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• 2018

하단배출 형태의 연직수문을 대상으로 퇴적토 배출특성에 따른 두부침식 거리비, 퇴적토 이동거리와 이동량을 분석하기 위해 수리 모형실험과 차원해석을 수행하였다. Froude 수와 배출특성의 상관관계를 도식화하고, 퇴적토 배출특성을 지배하는 무차원 매개변수에 의한 다중회귀식을 제안하였다. 두부침식거리, 퇴적토 이동거리와 이동량에 대한 각 다중회귀 분석식의 결정계수는 각각 0.618, 0.632, 0.866으로 높게 나타났다. 개발한 퇴적토 배출특성식의 사용성을 평가하기 위해 실제 측정값과 회귀분석식에 의해 계산된 값의 95%의 예측 신뢰구간 분석을 수행하였고, 두부침식거리, 퇴적토 이동거리와 이동량에 대한 예측의 정확도 분석차원의 NSE (Nash-Sutcliffe Efficiency), RMSE (root mean square)와 MAPE (mean absolute percentage error)는 적절한 것으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.401-405
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• 2016

중소하천에 기능을 상실한 하천 횡단 수리구조물이 많이 설치되어 있으며, 수리구조물 상류와 하류에 흐름 및 유사의 이송에 대한 연속성을 차단하고, 하천 교란의 원인이 되고 있다. 또한 사회적으로 수리구조물의 기능을 개선하거나 철거하여 하천복원의 필요성이 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 실내실험을 통해 하천횡단 수리구조물에 의하여 형성된 상류의 지형이 하류에 미치는 영향을 분석하였다. 흐름이 하천횡단 수리구조물을 월류하면서 직하류에 세굴이 발생하고, 상류에서 델타를 형성하면서 퇴적되었다. 상류에서는 사주가 형성되었으며, 하류의 지형변화에 영향을 주었다. 하천횡단 수리구조물의 상류에 형성된 델타는 하류로 일정하게 이동하고 있으며, 델타가 구조물에 도달하기 바로 직전에서 수리구조물하류의 세굴이 가장 깊게 나타났다. 수리구조물 철거 후, 상류에 퇴적된 토사는 흐름에 의하여 급격하게 하류로 유실되었다. 천급점은 상류로 이동하며, 두부침식을 일으켰다. 일정한 시간이 지난 후에 상류에서 유입되는 유사에 의하여 침식은 감소되었다. 시간이 지나면서 하류에서 교호사주의 형상을 유지하며, 평형상태를 유지하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.259-259
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• 2018

최근 우리나라는 기후변화에 따른 태풍발생빈도 증가 및 이상강우, 유역내 토지이용의 고도화로 인한 유역특성 변화로 유역내 홍수량은 증가하고 홍수 도달시간이 짧아지는 양상을 보이고 있다. 이로 인해 홍수에 따른 치수방어 대책으로 하천의 제방축조 및 보강방법이 주로 채택되었으나, 최근에는 홍수시 직접적인 하천내 수위 저감을 위한 방안으로 하도내 저류효과를 확대하기 위한 보 설치 및 하도정비를 통한 하도준설을 시행하고 있다. 그러나 본류 하상저하에 따른 지류하천의 하상변동(두부침식)으로 하도내 세굴 침식에 의한 하천시설물 피해 사례가 늘게 되면서 과거 홍수에 의한 제방월류 피해에서 하상변동에 의한 하천시설물 붕괴로 하천피해 양상이 바뀌게 되었다. 이와 같은 피해를 방지하기 위해 지류하천 합류부에 하상변동 방지책으로 하상유지공을 설치하고 있지만 국내에는 이와 관련된 구체적 설계기준 및 연구가 미비하여 일선에서는 아직도 하천구조물의 용도가 다른 보나 낙차공의 설계기준을 준용하는 등 하상유지공 용도에 특성화된 설계기준(최적 위치선정 및 형식 등)이 없는 실정이다. 본 연구에서는 감천(낙동강 지류하천)유역내 하도준설 및 홍수로 인한 하상유지공의 유실에 따른 지류하천의 피해사례를 통해 수치해석결과 및 실측자료를 바탕으로 하상유지공 계획의 중요성을 검증하고자 하였다. 또한 하도준설로 생성된 지류합류부의 단차구간에 안정성을 확보한 최적의 하상유지공 위치 및 형식 등을 선정 검토하고 설치 유 무에 따른 유수흐름 및 하상변화양상을 비교 분석하였다. 본 연구의 결과를 토대로 향후 하도굴착 및 하상유지공 계획시 고려해야할 사항(지형현황 및 수리특성 등)을 인지하고 극한상황에서도 안전한 하상유지공의 위치 및 형식 등을 선정하는데 활용 가능할 것으로 판단된다.

• 물과 미래
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• 제44권7호
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• pp.64-71
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• 2011

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.329-329
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• 2015

하천의 지류와 본류가 만나는 합류부 구간은 본류와 지류에서 유입되는 유량의 크기가 달라 복잡한 흐름을 형성하게 된다. 합류부 구간의 흐름특성 변화는 합류부 하상 및 하안의 지형학적 변화에 영향을 미칠 수 있으며 이러한 국부적인 구간에서 발생하는 하상변동 및 하안침식은 급격한 하도의 평면적 변화를 야기할 수 있다. 하상변동과 하안침식은 독립적으로 발생하는 것이 아니라 하도침식과 퇴적 그리고 하안침식과 퇴적이 상호작용하여 하천의 지형학적 변화를 야기한다. 따라서 합류부 구간의 하도 안정성을 확보하기 위해서는 합류부 구간에서 발생하는 하상변동과 하안침식을 연계한 정량적 분석이 필요하다. 본 연구에서는 하안침식과 하상변동이 상호작용하여 하천의 지형학적 변화를 야기할 것으로 예상되는 합류부 구간에 대해 2차원 수치모형인 CCHE2D를 활용하여 하안침식을 연계한 하상변동 분석을 수행하고자 한다. 대상구간은 4대강 살리기 사업 후 합류부 지점에서의 하상침식이 지류 하천 상류 방향으로 전이되는 두부침식 현상이 발생한 지점으로 하상유지공 유실 및 하안침식 문제가 발생하고 있는 남한강과 금당천 합류부 구간이다. 흐름 모의 조건은 4대강 살리기 사업 후 해당구간에서 발생한 가장 큰 홍수 사상인 2013년에 발생한 유량조건을 본류에서 유입되는 유입 유량으로 선정하였으며, 유량-유사량 관계식은 합류부 구간에서 약 9.3 km 떨어진 청미천 원부교 지점의 관계식을 사용하였다. 또한 유사이송공식은 CCHE2D 모형에서 선택 가능한 공식들 중 대상 하천에서 측정한 유사량과 가장 근사한 값을 제시하는 Wu et al.(2000) 공식으로 선택하였으며, 유사이송형태는 총유사량 조건을 적용하였다. 본 연구를 통해 하천과 지류하천이 만나는 합류부 지점에서의 하안침식에 의한 영향을 분석하고 평면적 지형변화를 실제 현상과 유사하게 재현한 수치모의 결과는 하도안정화 대책 수립에 적극 활용할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.275-279
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• 2011

본 연구는 낙동강 본류의 하도준설로 인하여 본류에 유입하는 지류하천의 하상고와 본류와의 하상고간의 높이차가 크게 발생됨에 따른 지류하상 안정화 기법을 금호강을 대상으로 검토하였다. 지류하천의 하상고와 본류와의 높이차가 크게 발생됨에 의해 하천을 직강화하여 첩수로를 만들게 되고 하상 경사는 커지게 된다. 이 경우 유량과 하상 재료의 변화는 없으므로 Lane 식에서 우변 하상 경사의 증가는 좌변의 증가를 가져오며 따라서 유사량의 증가를 가져온다. 즉 하천이 급해지면서 유사량이 증가한다. 이에 따라 직강 구간에서 하상의 세굴을 가져오게 된다. 실제로, 하천 개수 사업에서 직강화는 하상의 세굴과 저하보다는 통상 하폭의 확대를 가져온다. 지류 입장에서는 본류 수면이 일종의 기준면이 되므로 기준면의 저하를 의미하며, 이는 지류 에너지 경사의 증가를 의미한다. 이 경우 Lane 관계식에서 하상 경사의 증가는 좌변의 증가를 가져오며, 하상 재료가 일정한 상태에서 이는 유사량의 증가를 가져온다. 즉 지류의 하상 경사와 유사량 증가는 하상의 침식을 의미하며, 이러한 침식은 상류로 진행된다. 이를 두부 침식이라 한다. 따라서 본 연구에서는 낙동강 본류하도 준설에 따른 지류하상의 하상변동과 지류유입 토사량에 대해서 검토하겠다.

• 대한지리학회지
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• 제49권6호
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• pp.795-811
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• 2014

하천쟁탈은 산지에서 나타나는 역동적인 지형학적 프로세스의 하나로, 특정 지역에 하천쟁탈이 집중된다면 그것은 그 지역의 지질구조와 지반운동을 반영한 것으로 볼 수 있다. 본 연구에서는 지리산지와 덕유산지 사이 저지대에서 나타나는 하천쟁탈과 포항-광주의 지질 구조선 및 한산산맥과의 관련성에 대해 살펴보았다. 수분치의 하천쟁탈은 저위분지를 지나며 고도가 낮고 경사가 급한 섬진강 상류와 고도가 높고 경사가 완만한 고위분지를 흐르는 금강 상류 사이에서 발생한 것이다. 수분분지 주변에서는 하천쟁탈에 관한 다양한 지형학적 증거와 두부침식에 대한 인간의 대응을 확인할 수 있다. 하천쟁탈의 지형학적 프로세스를 한눈에 확인할 수 있는 수분치는 주변의 뜬봉샘(금강의 발원지)과 더불어 지리교육뿐만 아니라 지오투어리즘의 좋은 사이트가 될 수 있다.

• 대한지리학회지
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• 제48권5호
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• pp.615-628
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• 2013

하천의 유로가 급격하게 변경되는 하도 변위로 형성된 신하도에서는 상 하류간의 고도차로 인해 폭포 가 발생될 수 있다. 본 연구는 우리나라의 7개 폭포를 대상으로 하여, 하도 변위에 의한 폭포의 형성 유형과 과정을 설명하고, 폭포의 후퇴 속도와 영향 요인을 분석하였다. 울진군 불영 폭포, 영덕군 용추 폭포, 양구군 직연 폭포, 울진군 광품 폭포는 자연적인 감입 곡류 절단에 의해 형성되었다. 태백시 삼형제 폭포, 남원시 구룡 폭포는 하천 쟁탈의 과정에서 형성된 것이고, 충주시 팔봉 폭포는 농경지 확보를 위한 인위적인 하도 절단으로 형성되었다. 폭포는 두부 침식으로 인해 시간이 갈수록 위치가 상류 쪽으로 이동하였는데, 폭포의 형성 시기를 추정할 수 있는, 불영, 용추, 직연, 삼형제 폭포의 후퇴 속도는 3~4m/ka로 측정되었다. 이들 4개 폭포의 후퇴 속도는 유역 면적, 강수량, 기반암의 용식 및 풍화 가능성, 초기 폭포의 높이와 뚜렷한 양의 상관관계를 갖는 것으로 분석되었다.