• 대한지리학회지
• /
• 제39권1호
• /
• pp.45-55
• /
• 2004

본 논문은 물순환 기구와 지형 발달에 대한 상호작용을 정량적으로 평가하기 위한 일환으로 조사한 내용 중 'U자형 골' 곡두사면의 강우-유출특성과 수분분포 그리고 지중수이동에 관하여 기술하였다. 그 내용은 다음과 같이 요약할 수 있다. 'U자형 골' 전면에 나타난 fissure와 파이프 입구는 직접유출 성분을 토양 파이프 혹은 토양층에 많은 수량을 유입시킴으로서 토양층의 침식을 가속화시켜 토양 파이프의 확대와 발달에 기여할 것으로 간주된다. 그리고 토양에 침투한 대부분의 강우가 파이프류로 유출되고, 나머지 일부가 지하수에 공급됨으로서 강우강도가 작은 강우 이벤트에도 선행강우의 효과에 의해서 지하수위와 파이프류가 민감하게 반응한 것으로 판단된다. 따라서 토양 파이프는 'U자형 골' 곡두사면의 물질수지를 좌우하는 중요한 요인이라 할 수 있다. 그리고 지중수의 비유속은 곡두사면 하단부보다 상단부에서 큰 변화를 나타내고. 강수량에 따라 곡두사면 상단부에 상대적으로 큰 비유속이 부가됨에 따라 'U자형 골' 곡두사면이 상부로 후퇴하는 조건을 제공한다고 생각할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제3권4호
• /
• pp.59-70
• /
• 1983

침투효과가 큰 산지소유역(山地小流域)은 사면유(斜面流)가 주(主)된 흐름이 된다. 유역전체의 물리적(物理的) 특성(特性)이 일정(一定)한 사면(斜面)에서의 흐름을 Darcy 법칙(法則)이 성립(成立)되는 포화침투류(중간유(中間流))로 가정하여, 기본이론식을 Kinematic Wave Theory로서 강우(降雨)-유출(流出)에 대한 응답함수를 구성(構成)하였다. 사면(斜面)길이의 확률분포와 홍수도달시간(洪水到達時間)의 확률분포를 비교해 본 결과 양자의 Shape Parameter가 거의 일치하였다. 이는 사면(斜面)의 특성(特性)이 도달시간(到達時間)으로 집약되어 나타나는 것을 의미하며, 사면(斜面)의 특성치로서 유출인자의 특성(特性)을 구할 수 있음을 나타낸다. 분석방법으로 유도된 응답함수에 대한 관측치의 적용성을 최적해법으로 검토하였다. 분석결과 본 이론의 방법은 관측이 적은 지점이나 미계측 지점의 유출해석을 위해 중요한 수단을 제공할 것으로 판단되었고, 앞으로 강우파형과 지형인자와의 유기적 관계를 분석함으로써 관측이 미비한 지점의 유출해석을 합리적으로 수행할 수 있을 것으로 생각되며, 이것은 다음의 연구과제이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
• /
• pp.1224-1228
• /
• 2005

본 연구는 강우시 주로 발생되는 강우유출수에 의해 하천으로 직유입 되는 다량의 오염물질을 사전에 저감시키기 위하여 하천의 제방사면부와 둔치부를 형상화한 Pilot 규모의 수처리시스템에 관한 것이다. 본 Pilot Plant는 경희대학교 내 하수처리장 부근에 설치하였으며, 유입부, 사면수처리부, 평면수처리부, 유출부로 구성되며, 수처리조 내부에 다공성여재와 상부에는 식생을 조성하여 연속적으로 운영되는 시스템으로 설계되었다. 사면수처리부는 하천의 제방사면부를 형상화 한 것으로 2:1의 구배를 가지며, 15개의 육각형 모듈을 5개씩 3계열로 배치하여 여재의 처리효율 및 현장 적용성 검토를 실시할 수 있도록 배열하였다. 평면수처리부는 장방형의 접촉산화조로서 하부에 슬러지 침전 및 저류를 위한 hopper를 설치하여 슬러지의 원활한 수집 및 인발이 가능하도록 설계하였다. 또한, 역세를 위한 배관을 설치하여 여재에 부착된 슬러지의 양 조절이 가능하도록 하였다. 또한, 수처리시설물의 자연 친화성 확보 및 식생에 의한 수질개선 효과를 위해 수처리부 상부에 식생을 조성하였다. 본 Pilot Plant의 주요 오염물질의 제거기작은 수처리부 내부에 충진된 다공성 여재와 강우유출수 사이에 발생되는 침전, 여과, 흡착과 여재에 부착된 미생물에 의한 유기물 분해, 식생에 의한 영양물질 섭취 등으로 대별된다. 본 연구는 하천의 제방사면부와 둔치부를 형성화한 Pilot Plant에서 다양한 factor, 즉 유입수량과 농도, 다공성여재 형상 및 충진밀도 등에 따른 수질개선 효과를 각각 비교, 검토하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2009년도 학술발표회 초록집
• /
• pp.62-67
• /
• 2009

본 연구에서는 경기도 설마천 지역에 위치한 독립사면에서 시간에 따라 연속 측정한 토양수분을 이용하여 시계열 분석 을 수행하였다. 토양수분의 측정 방법은 장기간 토양수분의 확보에 신뢰성을 인정받은 TDR을 이용하였다. 관측망의 설계를 통하여 선정한 측정지점에 탐침을 매설하고 공간적인 분포를 가진 시계열 형태의 데이터를 수집하였다. 유출은 해당 사이트 인근에 위치한 사방댐과 전격비교의 수위계에서 실측한 값을 사용 하였다. 전이함수 모형을 사면에서의 토양수분 전이과정에 대응되도록 물리적으로 전개하고 실측한 토양수분 시계열 데이터로 분석한 결과와 비교하였다. 전이 함수 모형은 토양수분 시계열 데이터를 입력변수로 하고 유출 데이터를 반응 변수로 하여 전개하여 토양수분 변화량과 유출간의 전이함수 모형을 도출하였다. 시계열 모형의 전개는 크게 자료전처리, 모형구조의 규명, 모수추정, 모형진단 등의 과정을 통해서 적절한 모형을 도출하였다. 산지 사면에서의 토양수분을 전이함수에 의하여 전개한 모형은 지형적 분포 양상에 따라 특색을 나타내었다. 또한 2003년 가을과 2004년 봄의 전이함수 모형 추정을 통하여 계절별 특성이 나타났고, 모형양상에 원인을 검토해 보았다. 본 연구는 전이함수를 이용한 토양수분의 시계열 분석이 사면에서의 토양수분 변동특성을 지형적, 계절적 특성과 연계하여 이해하고 특성화 하는 과정의 적절한 도구가 될 수 있음을 보여주고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
• /
• pp.448-448
• /
• 2015

급경사면의 세류간 토양침식은 지표면과의 강우입자 충돌에 의한 튀김현상과 면상흐름에 의한 토사이송 능력의 상호작용에 의해 영향을 받는다. 강우운동에너지와 면상흐름이 세류간 토양침식 및 토사유출 발생에 있어서 상대적인 기여도에 대한 연구는 국내뿐만 아니라 전 세계적으로도 미흡하다. 본 연구에서는 강우현상을 재현할 수 있는 강우모의 실험장비와 사면 토양침식 실험을 위한 소규모 토양플롯을 제작하여 실험에 사용하였다. 강우모의에 의한 강우운동에너지는 자연강우의 운동에너지 산정식의 계산결과와 비교했을 때, 약 0.58배의 규모를 재현했다. 강우입자의 충돌을 제어하기 위한 스트립을 토양플롯에 올려놓은 경우와 커버가 없는 나지상태에서 강우모의 실험을 한 경우 사면에서 발생한 지표유출수, 지표하유출수 및 토사유출 자료를 측정하고 분석하였다. 강우강도가 증가함에 따라 지표유출량은 증가하고, 지표하유출량은 상대적으로 감소했다. 지표커버는 지표유출의 첨두유량 발생시간을 지연시켰으며, 지표유출량과 지하수량의 변화를 초래했다. 지표커버에 의해 지표유출량은 평균 1.82배 감소하지만, 토사유출량은 평균 4.93배로 상대적으로 크게 감소하였다. 단위수류력과 토사유출량과 관계를 분석한 결과 강우운동에너지는 토양입자의 튀김현상에 의한 침식을 증가시킬 뿐만 아니라 지표유출수의 유속을 증가시켜 토사이송능력을 가중시키는 것을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
• /
• 제31권2호
• /
• pp.167-176
• /
• 1998

급사면에 관측정, 텐시오메타, 트렌치 등의 시설을 설치하고 포화대의 형성 과정과 중간류의 유출특성을 관측하여 분석하였다. 사면의 토양이 건조한 때에 내린 강우(총강우량 103mm)에 의해 포화대는 사면 상부 관측정부터 형성되기 시작하여 강우 종료 수 시간 후에 사면 전체에 발달하였다. 이 포화대는 포화대 형성에 필요한 것보다 적은 양의 강우에 의해 형성되었고, 포화대내의 일부 깊이의 토양 수분이 불포화 상태이었기 때문에 포화대는 침투수가 일부 토양만을 포화시켜 형성된 것으로 판단된다. 이 포화대로부터 중간류는 포화대 형성 초기에 0∼40cm 깊이의 토양층을 통해 유출될 뿐 40∼80cm 깊이의 토양층을 통한 유출은 거의 없었다. 사면에 형성된 기존의 포화대의 수위는 강우에 빠르게 반응하며 중간류는 수위상승과 동시에 대부분 40∼80cm 깊이의 토양층을 통해 유출되기 시작하였다. 포화대의 최대 수위가 유사한 4개 강우의 40∼80cm 깊이의 토양층을 통한 중간류 유출률은 선행 강우량과 관계가 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
• /
• pp.200-200
• /
• 2017

강우에 의한 토양 침식 및 토사유츨량은 하천 및 유역환경관리 관점에서 가장 중요한 인자 중 하나로 보고되고 있으며, 다양한 분야에서 이에 대한 연구를 수행 중에 있다. 일반적으로 유역에서 발생한 토양침식 및 물의 이동에 의한 토사유출량을 해석하기 위해 SWAT 등과 같은 많은 모형이 적용되고 있지만, 대부분 농업지역에서 이용하는 수평형태의 수문학적 개념에 따른 overland flow 개념을 이용하고 있다. 하지만, 우리나라는 약 70% 이상이 산림으로 이루어진 지역으로 유역환경 해석에 있어 수평적인 개념과 함께 사면내에서 lateral flow와 같은 지표하 흐름의 이동에 관한 개념 역시 필요하지만, 이의 영향에 대한 관련 연구는 부족하다. 최근 수문학의 발달과 더불어 수평적인 개념을 탈피한 사면수문학 개념이 전 세계적으로 발달하고 있으며, 많은 발전을 이루고 있다. 이를 통해 GIS를 기반으로 물리학기반의 GeoWEPP 모형이 미국을 중심으로 개발되었고, 이에 대한 많은 적용 및 평가가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 전 세계적으로 평가받고 있는 process 기반의 SWAT 모형과 사면수문학 개념을 반영한 물리학기반의 GeoWEPP 모형을 이용하였다. 이 두 모형은 강우, 지형, 토양도, 토지피 복도 등 두 모형의 입력자료 역시 거의 동일하게 구성되어 있으며, 같은 FORTRAN CODE 및 ArcGIS에서 운영될 수 있도록 이루어져 있어 비교 분석하기 원활하다. 모형의 적용은 매년 심각한 조류가 발생하는 대청호 지류인 소옥천 유역내 중하류에 위치한 옥각교에서 관측된 모니터링 자료(토사유출량과 유출량)를 이용하여 모형의 정확성을 평가 후, 사면수문학 개념의 적용성에 대해 논하였다. 각각의 모형의 결과에 대한 정확성 평가는, Nash-Sutcliffee를 이용하여 실시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
• /
• 한국수자원학회 1994년도 수공학연구발표회논문집
• /
• pp.173-178
• /
• 1994

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제8권5호
• /
• pp.103-109
• /
• 2008

사면에서의 강우는 경사와 토양의 물리적 성질에 따라 침투와 유출이 분리되게 되는데, 사면 해석에서는 강우가 모두 침투된다는 가정 하에 분석이 이루어져 지하수위가 과대 산정되는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 서울지점의 강우분석에 이어 해석적 침투모형 중 적용성이 뛰어난 NRCS 모형과 Horton 모형을 이용하여 토양형에 따른 침투량과 유출량을 분리시킨 후, 토양을 분석하였다. 사면의 경사는 국내 설계기준에 의해 많이 적용되는 경사에 대한 단면을 구성하였으며, 산정된 침투량을 바탕으로 경사보정을 한 후 수치해석을 통해 침투거동 및 지하수위양상에 대해 분석하였다. 분석 결과에서 토양형이 D형에서 A형으로 갈수록 지하수위 변화양상이 크게 나타났다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제31권3B호
• /
• pp.233-242
• /
• 2011

본 연구에서는 하천유역에서 사면과 하천망의 방향적 특성을 von Mises 분포를 이용하여 정량화하고, 그 둘 사이의 관계를 살펴보았다. 궁극적으로는 사면과 하천의 방향성이 일정한 관계를 갖는지, 이러한 특성이 강우-유출 모형에 고려될 수 있는지에 대해 살펴보았다. 대상유역인 내성천 유역에 적용한 결과, von Mises 분포는 하천망의 방향적 특성을 적절히 표현할 수 있음을 확인하였다. 또한 하천망의 방향성은 사면의 방향성과 뚜렷한 관계를 가지며, 고차 하천일수록 뚜렷한 mode 특성을 나타냄을 확인하였다. 본 연구의 결과는 하천과 사면의 방향성에 따른 유출응답 특성을 정량적으로 파악하는데 이용될 수 있을 것이다.