• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.696-696
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• 2012

호안은 유수의 침입으로부터 제방 및 하안의 침식 피해를 방지하기 위해 제방에 설치되는 구조물이다. 침식에 의한 제방 및 호안의 대표적인 붕괴특성 중에는 만곡부, 하천 급경사, 지형의 간섭효과 등이 있다. 특히, 만곡부는 원심력, 2차류 등에 의한 수위상승 및 유속증가로 제체에 응력 집중이 발생되어 안정성 저하를 유발할 수 있다. 또한, 만곡부의 흐름 방향전환 현상은 하도내 통수능 저하를 발생시켜 홍수피해를 가중시킬 수 있다. 따라서 하천특성상 만곡부에 의해 발생할 수 있는 홍수피해 요소를 저감시킬 수 있도록 적합한 피해저감대책을 마련할 필요가 있다. 제방의 보강대책으로서 활용되고 있는 호안은 역학적인 측면에서 외력과 저항력의 크기에 따라 안정성이 평가되어야 하며 지역여건 등에 따른 만곡부의 수위상승 및 제방 침식 등을 고려한 설계가 수행되어야 한다. 국내 실무에서 적용되고 있는 호안설계방법은 하천설계기준 해설(2009)을 참고하고 있는데, 흐름현상 및 만곡부 특성 등에 대하여 경험과 이론의 양면을 고려한 설계를 수행하도록 제안하고 있다. 이는 호안 안정성에 대한 역학적 검토 방법의 한계로 비합리적 설계가 될 우려가 있다. 따라서 만곡부에 의한 유속 및 소류력 등 흐름특성을 고려한 정량적인 평가기법이 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 수리실험을 통해 만곡에 의한 흐름영향과 수리학적 거동 및 설계요소를 파악하고자 만곡부에 사석호안공을 설치하여 흐름전환 및 유속변화에 따른 사석호안공의 이탈현상을 재현하였다. 실험수로는 곡률반경( )이 4.5 m인 만곡부가 3개소 발생하는 폭 2.3 m, 길이 25 m의 다중 사행수로 형태이다. 실험수로 우안의 1V:2H 경사면에 10, 20, 30, 40, 50 mm 사석을 크기별로 설치하여 만곡에 의한 유속변화 등 흐름현상과 호안공 이탈을 관찰하였다. 수리실험은 고정상으로 수행되었으며 정상류 흐름조건에서 공급유량별 하류단 수위 조절을 통해 만곡부내 호안 공 이탈을 발생시키는 설계인자를 도출하고자 유속과 수심을 측정하였다. 실험결과를 바탕으로 사석호안공 설계시 1차원 접근유속에 만곡 영향을 고려하여 대표유속으로 적용하는 방법의 특성을 파악하고, 사석호안공의 이탈유속과 만곡에 의한 흐름특성간의 상관관계를 분석하여 제원결정기법을 제안하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.416-416
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• 2011

최근 하천의 생태성이 강조된 식생, 사석, 목재 등의 자연 재료를 사용하는 친환경적인 호안이 고안되어 시공되고 있다. 이러한 호안들은 홍수시 유실에 따른 안정성의 확보와 생태성을 고려하는 것이 중요하다. 본 연구는 기존에 개발되어진 돌망태호안, 식생호안 및 식생블록호안의 안정성평가 프로그램에 개발한 사석안정성 산정식을 이용하여 사석호안공에 대한 안정성평가를 추가하였다. 각각 호안에서의 밑다짐공의 최대세굴심과 폭의 산정으로 밑다짐공의 안정성평가를 추가하여 호안 안정성평가에 대해 폭 넓은 평가를 제시하였다. 개발된 호안 안정성평가 프로그램에 사석호안공과 밑다짐공의 안정성을 추가하여 김상문, 최흥식(2008)에 의해 Data-Base를 기반으로 개발된 Menu-Driven방식의 호안 안정성평가 프로그램을 개선하였다. 개선을 통하여 호안의 축조는 물론 생태성이 강조된 호안설계에 의한 자연형 하천복원 시에 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.605-605
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• 2012

최근 통계자료에 의하면 국내 제방붕괴 유형 중 11.5%가 제체 불안정에 의한 붕괴로 보고되고 있다. 홍수시 노후화된 제방이 붕괴하여 발생하는 인명 및 재산피해는 점차 증가하고 있는 상황이어서, 이에 대한 제방 시설물의 보강 및 안전관리 대책이 필요한 상황이다. 하천시설물 주변의 흐름특성에 의하여 세굴이 발생할 수 있는 지점에는 보호공을 설치하여 시설물의 안정성을 확보하도록 하천설계기준 해설(2009)에서 제안하고 있다. 그러나 구조물을 보완하는 보호공의 공종 및 규격 등을 설계하기 위한 세부적인 설계지침이 미흡하여 외국의 연구 또는 설계사례를 참고하여 국내 하천에 적용하고 있는 상황이다. 해외의 연구사례를 살펴보면, 설계공식에 적용된 설계인자인 유속 및 수심 등을 1차원 단면평균값을 활용하는 경우가 많아서 복잡한 하천의 흐름특성을 반영하기에 미흡한 상황이다. 본 연구에서는 국내 하천해석에서 주로 활용되고 있는 수치모형을 이용하여 실험수로의 흐름을 재현하고 수리실험을 통하여 관측한 유속 및 수위분포 결과와 비교하였다. 2차원 수치모형으로는 RMA2, CCHE2D, FLUMEN 등의 상용모형과 최근 연구가 활발히 진행되고 있는 Approximate Riemann 기법을 적용하여 개발된 유한체적모형을 적용하였다. 제방 부근에서 형성되는 흐름을 상세하게 모의하기 위하여 국내 하천시설물 설계에서 많이 활용되고 있는 FLOW-3D 모형을 적용하여 3차원 모의결과와 수리실험결과를 비교하였다. 수리실험에서 관측된 사석호안공의 이탈시 흐름현상을 재현하여 호안공 이탈에 영향을 미치는 국부유속 및 전단응력을 산정하여 호안설계에 적합한 설계인자를 분석하였다. 연구결과를 활용하여 사석호안공 설계 기법에 적용되는 수치모형을 통하여 산정되는 설계인자의 정확성을 향상시킴으로써, 정량적이고 합리적인 사석호안공 설계기법개발에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.250-250
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• 2022

호안은 유수로부터 제방과 하안을 보호하는 구조물로 태풍 또는 집중호우로 인한 홍수로부터의 안정성이 확보되어야 한다. 일반적으로 호안공법은 강성호안과 연성호안으로 구분되는데 호안재료로써의 기준과 설치 및 유지상태 기준에 따라 다르게 해석되고 있는 것이 현실이다. 최근에는 호안공법의 재료의 연결성에 따라 강성호안과 연성호안을 구분짓는다고 언급되기도 한다. 본 연구에서는 친환경 석재를 사용하고 재료와 기반재의 체결을 통해 연결성을 확보하고 굴요성을 갖게 하는 연성호안공법에 대해 실규모 실험을 계획하였다. 수리 안정성 검토를 위한 실규모 실험은 안동 하천실험센터에서 수행하였다. 실험에 사용된 수로는 8°의 경사를 갖는 급경사수로에서 수행하였으며, 수로의 제원은 폭 3m, 길이 30m 의 직사각형 형태의 직선수로로 이루어져 있다. 시험체는 실규모로 제작되며 실험수로 내 2m × 10m 의 제원을 갖는 공간에 제작된 호안공을 크레인을 이용하여 실험수로에 설치하였다. 수리 안정성 실험은 실험대상유량을 단계별로 나누어 점차적으로 증가시키고, 시험체의 이탈, 파괴 등의 큰 변화가 발생(미국 재료시험학회 연결형 콘크리트 블록 시험방법, ASTM D 7277)하였을 경우 실험을 종료하도록 계획하였다. 수리량 측정항목은 유속, 수위 등이 있으며, 호안공 의 물리적 변화는 3D스캐너를 이용하여 설치 전·후 변위를 검토하였다. 총 3회에 걸쳐 실험을 수행하였으며 실험조건에 따라 일부 시험체에서 돌출 또는 침하현상이 발생하기도 하였으나 호안의 손상이나 이탈, 연성기반재의 찢어짐 등 안정정을 저해하는 호안공 시험체의 변화는 발생하지 않는 것으로 확인되었다. 실험결과 실험수로에서 발생가능한 최대유량인 4.6cms 조건에서 본 호안공법은 약 337.7N/m² 의 소류력을 확보하는 것으로 확인되었다.

• 한국농공학회지
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• 제32권1호
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• pp.7-16
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• 1990

불규칙파(不規則波)의 피습(被襲)에 의한 사석제(捨石堤)의 호안공(護岸工)이나 방파제(防波堤)에 대하여 화란(和蘭)이 Delft수이시험소(水理試驗所)에서 종합적(綜合的)인 모형연구(模型硏究)를 실시(實施)한 결과(結果) 새로운 안정도(安定度) 공식(公式)을 수립(樹立)하였다. 이들 공식(公式)은 파랑주기(波浪週期), 폭풍지속기간(暴風持續期間) 및 구조물(構造物) 투수성(透水性) 등의 파라미터(媒介變數)가 포함(包含)되어 있으므로 파손(破損)의 정도(程度)가 분명(分明)하여 Hudson형(型) 공식(公式)의 주(主)된 단점(短點)을 해결(解決)하였다. 이들 신공식(新公式)의 개발(開發)은 이전(以前)에도 기술(記述)된바 있으며 본론설(本論說)에는 재론(再論)하지 않는다. 안정도공식(安定度公式)은 파라미터로서 적용(適用)이 가능(可能)한 범위(範圍)가 부여(附與)되었으며, 이들 공식(公式)은 결정론(決定論) 및 확률론적(確率論的) 양자(兩者) 다같이 사용(使用) 방법(方法)이 제시(提示)되어 있다. 결정론적(決定論的) 설계절차(設計節次)는 여러가지지 파라미터의 영향(影響)을 곡선(曲線)으로 나타내어 졌으며 확률론적(確率論的) 설계(設計)는 구조물(構造物)의 내구연수기간내(耐久年數期間內)에 파손도(破損度)의 초과확률(超過確率)을 나타낸 곡선(曲線)으로 되어있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.486-486
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• 2021

국가에서는 수해예방 및 주민들의 삶의 질 향상을 위해 다양한 하천사업을 수행한다. 국토교통부의 경우 매년 막대한 예산을 투입하여 하천정비 및 재해복구사업 등을 추진 중에 있으나, 체계적인 공사관리와 산출물의 전산화를 위한 시스템은 부재한 실정이다. 현재 건설사업정보시스템(건설CALS)을 통해 하천공사에 관한 정보를 확인할 수 있으나 총 공사비, 참여업체 등 기본적인 정보만을 제공하고 있으며, 공정관리 및 예산정보에 관한 상세한 내역을 확인 및 관리할 수 있는 기능은 부재하다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서는 하천사업(공사)관리시스템의 필요성을 제시함과 동시에 우선적으로 하천사업 공종 표준화를 수행하고자 한다. 현재 건설공사표준품셈을 통해 건설공사의 공종을 확인할 수 있으나 '제2장 하천공사' 내에는 사석, 돌망태, 하천호안공에 관한 정보만을 담고 있다. 하천공사 공종 표준화를 진행하게 될 경우 공종별 공사 세부정보에 대한 관리가 가능해지며, 현재 하천을 관리 중인 국토교통부, 지방국토관리청 및 지자체 등 하천사업을 수행 중인 기관의 시스템 활용도를 제고할 수 있다. 하천사업 공종표준화를 위해 우선적으로 현재 건설공사표준품셈, 도로대장 전산화 입력지침 등기 수립된 지침 및 기준을 통해 건설토목공사 시의 공종을 조사·분석한 후, 하천공사 준공보고서 및 감리보고서 등 공사 관련 자료를 활용하여 하천공사에 주로 수행되는 공사들에 관한 종류를 도출하였다. 이후 건설토목공사 공종과의 비교·분석을 통해 하천공사에서 주로 수행되는 공종을 도출·표준화하는 작업을 진행하였다. 본 연구에서 제시한 하천사업 공종의 경우 향후 하천사업(공사)관리시스템 개발에 활용이 가능하며, 하천공사 관리의 효율성을 극대화할 수 있다.