• 한국수자원학회논문집
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• 제46권1호
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• pp.25-34
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• 2013

본 연구에서는 복렬사주의 모드를 객관적으로 판단할 수 있는 2중 퓨리에 해석을 수행하여 하폭의 변화에 따른 복렬사주의 발달 과정을 정량적으로 분석하였다. 초기에 직선하도에서 하안침식이 발생하고, 하폭 대 수심의 비가 증가하면서 복렬사주가 발달하였다. 사주가 하류로 이동하면서 성장하고, 사주의 주변에서 흐름이 분리되어 하안 침식을 가속시키면서, 지형이 지속적으로 변하여 유사의 유출특성에 영향을 주었다. 2중 Fourier 해석에 의한 하상파(wave)의 분포와 지배적인 성분의 변화를 분석한 결과, 초기에1-1 모드(mode)인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 지나면서 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 2-3 모드가 지배적인 것으로 나타났으며, 교호사주의 강한 비선형 특성이 상호작용하기 때문이다. 하안침식이 진행되면서 하폭 대 수심의 비가 증가하고, 무차원 소류력이 감소하였다. 하폭 대 수심의 비가 증가할수록 사주의 이동속도가 감소하고, 사주의 파장은 증가하였다. 무차원 소류력이 증가하면서, 사주의 이동속도는 증가하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권1호
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• pp.37-47
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• 2014

본 연구에서는 하폭의 주기적인 변화에 의하여 교호사주와 복렬사주가 발생하는 수리학적 조건에서 주기적인 하폭변화에 의한 강제사주의 형성과정과 거동 특성을 2차원 수치모형을 이용하여 파악하였다. 하폭변화의 진폭이 크면, 사주의 파장은 짧아지고, 사주의 이동성은 크게 감소하였다. 교호사주가 발생할 수 있는 영역에서는 하폭의 변화에 대하여 강제효과가 크게 작용하며, 복렬사주가 발생할 영역에서는 하폭의 변화에 의한 강제효과가 상대적으로 작은 특성을 보여주었다. 복렬사주가 발달한 조건에서는 하도변화의 진폭 대 평균하폭의 비인 무차원 진폭이 0.25로 증가할 때 사주의 이동속도는 증가하지만, 이보다 크면 사주의 이동속도가 급격하게 감소하였다. 교호사주가 발생하는 조건에서는 사주의 파장 대하폭 변화의 파장 비인 무차원 사주의 파장이 증가할수록 사주의 이동속도가 증가하지만, 무차원 사주의 파장이 1에 가까운 경우에 사주의 이동속도가 급격하게 감소하였다. 즉, 사주의 파장과 하폭의 파장이 일치할 때, 하폭변화에 의한 강제효과가 강하게 작용하여 사주가 압박되기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.529-533
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• 2012

본 연구에서는 실내실험을 통하여, 하안침식을 고려한 망상하천에서 저수로의 이동특성을 조사하며, 2중 퓨리에 해석에 의하여 사주의 거동특성을 분석하였다. 실내실험은 평균입경이 1.4 mm이고, 표준편차가 1.35인 균일사로 10 cm 의 두께로 전체가 균등하게 채워진, 길이가 12 m, 넓이 2 m 수로에서 수행하였다. 각 시간별 하도의 지형변화에 대하여 2 중 Fourier 해석에 의한 지배적인 성분, 즉 모드(mode)의 변화를 분석하였다. 여기서 1-1 mode는 교호사주(alternate bars)이고, 1-2 mode와 2-2 mode는 2차 횡방향 모드로서 중앙 사주(central bars)를 나타낸다. 1-3 mode와 2-3 mode는 한 단면에서 횡방향으로 3개의 사주가 형성된 것(triple row bars)를 나타낸다. 초기에는 1-1 mode인 교호사주가 지배적이지만, 시간이 증가함에 따라, 교호사주인 1-1 mode는 감소하고, 한 단면에서 3개의 사주가 형성되는 2-3 mode가 지배적인 것으로 나타났다. 이러한 원인은 시간이 지나면서 사주가 발달하고, 하안침식이 되면서, 하폭이 증가하여 상대적으로 수심이 감소하면서 복렬사주가 발달하기 때문이며, Colombini 등(1987)이 이론적으로 예측한 결과와 잘 일치한다. 한 단면에서 3개의 모드가 나타나는 것은 하상에서 변화를 일으키는데 중요한 역할을 한다. 직선하도에서 사주의 수가 증가하는 것은 교호사주의 강한 비선형으로 상호작용하기 때문이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.324-328
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• 2015

본 연구에서는 수심적분 2차원 수치모형인 Nays2D를 이용하여 수공구조물(낙차공)이 사주의 거동과 하천의 평면변화에 미치는 영향을 분석하였다. 길이 20m, 저수로 폭이 0.48m, 좌우안 홍수터 폭이 0.26m인 복단면 하도에서 낙차공에 의한 사주의 변화를 파악하기 위한 실험결과와 수치모의 결과를 비교하여 그 적용성을 검증하였다. 최심 하상고의 변화와 교호사주의 발생을 모의하였으며, 실험결과와 잘 일치하였다. 하폭이 상대적으로 넓고 수심이 얕은 복렬사주가 발생하는 조건에서 사주의 거동을 파악하기 위한 수치실험을 수행하였으며, 상류에서 발생한 사주의 형상이 낙차공 하류의 하도변화에 영향을 미치는 것을 파악하였다. 낙차공 상류와 하류에서 교호사주가 발달하였으며, 낙차공 상류에서 발달한 사주의 형상을 반영하여 낙차공 하류에서 교호사주가 형성되었다. 사주의 파장은 낙차공 상류의 파장보다 낙차공하류에서 짧고, 사주의 파고는 낙차공 하류에서 파고보다 상대적으로 높다. 또한 사주의 이동속도는 낙차공 상류보다 하류에서 빠른 특성을 보여주고 있으며, 낙차공에 의하여 흐름이 강하게 교란되면서 하류에서 사주가 형성되는 영향을 주기 때문으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4B호
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• pp.379-388
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• 2010

본 연구에서는 안동댐 하류 하천을 대상으로 댐 건설에 의해 하천의 변화에 미치는 영향을 파악하고, 모래사주의 복원 및 재현 방안을 검토 하였다. 안동댐과 임하댐의 영향으로 댐 하류 하천에서 하상이 저하되고 하상토의 평균 입경이 굵어지는 특성을 보여주고 있으며, 저수로의 수가 증가하였다. 안동댐 건설 후에는 식생의 면적이 약간 증가하고 있으나, 임하댐이 건설되면서부터 식생의 면적이 급격하게 증가되고 있다. 댐 건설에 의해 치수안전도는 재현기간을 비교하여 5에서 10배정도 증가되고, 댐 건설 전과 후의 강턱유량은 2,857 $m^3/s$에서 580 $m^3/s$로 감소되었다. 또한 평균 하도 폭 및 경사를 이용한 등류조건에서는 댐 건설 전과 후의 강턱유량에 대한 중규모 하상형태의 영역구분은 단열사주와 복렬사주의 중간 영역으로부터 완전한 복렬사주 영역으로 변화하였다. 하상변동 계산에서는 댐 건설 전에 명확한 사주 및 유로가 형성되었고, 댐 건설 후에는 망상유로가 형성되었으며, 댐 건설로 인한 유량의 변화에 의해 사주형상이 변화되는 것을 알 수 있었다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제3권1호
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• pp.14-21
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• 2016

본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 복단면 하도에서 낙차공을 고려하여 하도 변화와 사주의 거동 특성을 분석하였다. 교호사주에 의하여 흐름이 분리되며, 사주의 선단부에서 흐름이 집중되고 수충부가 형성되었다. 낙차공에 의하여 흐름은 하도 전체에 균등하게 분산되었으며, 낙차공 하류에서는 흐름이 집중되고 하상고가 낮아졌다. 그러나 사주의 형상은 낙차공 상류의 영향을 받아 교호사주의 형상을 유지되었다. 하폭 대 수심이 증가하면서 교호사주, 중앙사주, 복렬사주가 형성되었으며, 사주의 수가 증가하였다. 낙차공에 의하여 흐름이 집중되어 낙차공 상류에서 사주길이보다 낙차공 하류에서 사주길이가 더 짧게 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제46권9호
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• pp.909-919
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• 2013

본 연구에서는 실내실험을 통하여 식생의 변화에 따른 하도의 수리학적특성, 저수로의 변화, 사주의 거동, 하안의 안정성 등을 정량적으로 파악하였다. 실내실험은 기존에 인공식생 대신에 수로에서 실제식생인 알팔파를 성장시켜서 수행하였다. 식생대에서는 유속이 매우 느리며, 저수로의 이동이 감소하였다. 2중 퓨리에 해석 결과, 교호사주의 특성을 나타낸 1-1모드의 진폭이 지배적이지만, 시간이 증가하면서 복렬사주의 특성을 나타내는 2-2와 2-3모드의 진폭이 증가하였다. 식생에 의하여 저수로가 고착화 되어 하도의 안정성이 증가하고, 하도 내 사주의 이동속도는 감소하지만, 하상이 불규칙하게 변하면서, 사주의 수는 증가하였다. 식생의 밀도가 증감함에 따라 하안의 안정성은 증가하였다. 식생의 밀도가 증가함에 따라 유사의 유출량과 유출량의 변동성이 감소하였다. 또한 망상화 강도는 감소하지만, 하도의 상관계수와 하상의 기복지수(BRI)는 증가하는 특성을 보여주었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권4호
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• pp.395-404
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• 2008

충적하천의 복잡하고 다양한 이동특성을 파악하고 이해하는 것은 하천공학적으로 매우 중요하며, 본 연구에서는 저수로의 이동 및 하상저하로 인하여 취수문제가 있는 경상북도 구미시에 위치한 해평취수장 주변에 대하여 항공사진 분석을 통하여, 시간에 따른 하천의 지형변화, 저수로의 이동 특성을 조사하고 분석하였다. 저수로는 좌안에서 우안으로 이동해 가고 있으며, 저수로는 강턱유량에 대하여 복렬사주가 발달하는 특성을 보여주고 있다. 이는 하천의 경사가 급하고 하폭이 넓고 수심이 얕은 곳에서 발생하는 현상으로서, 저수로의 불안정성이 증가하기 때문이다. 또한 저수로의 사행도가 감소하면서 저수로 폭이 증가하는 것은 제한된 범위 안에서 저수로의 분류와 합류가 활발하게 발생하는 것을 의미한다. 시간의 증가에 따라 저수로 하폭의 증가율과 측방향 이동율은 감소하고 있다. 강턱유량을 이용하여 중규모 영역구분을 수행한 결과, 복렬사주가 발달하는 하천의 특성을 보여주었으며, 모래하천으로서 부유사가 지배적인 하천으로 판단되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.456-456
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• 2021

하상 변화는 유량이나 유사의 흐름에 따라 침식, 운반, 퇴적되어 변화하며, 하상변동에 의한 결과는 하천의 형태 (직렬,복렬, 곡렬 등)나 서식처의 구조 (여울과 소, 웅덩이, 습지 등) 형성 로 나타난다. 이어서 서식처 구조의 다양성은 생물다양성에 긍정적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 수리 (유량이나 유사량)-지형(서식처 구조)-생태 (생물다양성)을 연계하여 관리하기 위한 생태적인 하천관리 프레임을 제시하기 위하여, 지형과 생물상의 관계를 우선 파악하고자 한다. 국내 하천은 수생태 건강성 평가 중 서식 및 수변환경 지수(HRI, Habitat and Riparian Index)를 활용하여 하천의 형상 및 자연성을 평가한다. 해당 지수는 하천의 자연성을 판단할 수 있으나 유량이나 유사량 등과 같이 수리적 조건과 연계하여 하천환경 변화를 예측하기 어렵기 때문에, 본 연구에서는 하천의 자연성을 판단하는 지형변수들을 제안하고, 생물상과 상관관계를 분석한다. 수질 변화가 급격하지 않는(년간 변화폭이 일정한) 금강 유역의 지천 (갑천, 미호천, 논산천, 유구천 등) 중 생태계 건강성 평가 지수가 산정되어 있는 지점을 기준으로 상·하류 약 5 km 구간들을 대상으로 한다. 지형 변수로는 (항공사진을 이용한)사주 비율(사주면적/제방 내 홍수터 면적), 사주 식생비율(식생면적/사주면적)과 사주 변동량(연간 사주 이동량), 서식처 구조의 다양성(여울, 소, 웅덩이 등), 기존의 서식 및 수변환경 지수 등을 활용하고, 생물 변수로는 저서동물지수(BMI, Benthic Macroinvertebrate Index), 저서동물의 우점도, 어류생물지수(FAI, Fish Assessment Index), 어류생물지수에 활용하는 국내종의 총 종수, 여울성 저서종수, 민감종수 등을 활용한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.373-377
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• 2007

본 연구는 하천수를 직접 취수하는 기존 취수장의 취수장애 문제를 해결하기 위한 대안을 개발하는데 목적이 있다. 이를 위해 지금까지 취수장 문제해결 방법으로 검토되지 않았던 유로(流路) 및 하천의 지형변동을 GIS 및 항공사진을 이용하여 정량적으로 파악하였으며, 유사영역 구분 및 하도특성 분석, 하천 특성 해석에 적합한 이동경계 좌표계를 이용한 수치모형을 적용하여 2차원 하상 및 지형변동 예측을 검토하였다. 저수로의 이동 및 하상저하로 인하여 취수문제가 발생하고 있는 경상북도 구미시에 위치한 해평취수장 주변에 대하여 항공사진 분석 및 GIS 기법을 이용하여, 시간 경과에 따른 하천 형태 변화 저수로의 이동 특성을 조사하고 분석하였다. 저수로는 좌안에서 우안으로 이동해 가고 있으며, 이는 하천의 경사가 급하고 하폭이 증가하면서 발생하는 현상으로 저수로의 불안정성이 크게 증가 하는 특성을 보여주었다. 시간의 증가에 따라 저수로 하폭의 증가율이 감소하고 있으며, 수로의 측방 이동을 보여주고 있으며, 시간이 증가함에 따라 측방향 이동율이 감소하였다. 만재유량을 이용하여 유사의 영역구분을 수행한 결과, 망상하천으로서, 모래하천으로 부유사가 지배적인 하천으로 판단되었다. 2차원 수치모형을 이용하여 하상변동을 모의한 결과, 유량이 $2,000\;m^3/s$일 경우에는, 해평 취수장 측의 하천 하상은 상승하였으며, 구미정수장 측에서는 하상이 저하되었다. 홍수유량 $8,000\;m^3/s$일 경우에는 해평 취수장 측에서는 약간 저하하였고, 구미정수장 측에서는 하상이 상승하나, 직하류에서는 하상이 세굴되고, 하천 가운데 자리하고 있는 하중도는 커지는 현상을 보여 주었다. 또한 하중도 직하류에서는 하중도를 중심으로 좌안인 해평 취수장과 우안인 구미정수장 쪽으로 분류된 흐름이 합류되면서 하상에서는 퇴적과 세굴이 반복되며, 복렬 사주가 발생하는 것으로 나타났다. 이는 두 흐름에 의해 와(vortex)가 크게 형성되어 하상의 세굴에 영향을 미치기 때문으로 판단되었다.