• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.310-310
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• 2020

자연하천에서 식생의 성장은 유속 및 수위 변화에 중요한 영향을 미치며, 따라서 식생으로 인한 흐름저항은 흐름과 유사이송 모델링을 위한 중요 매개 변수가 된다. 즉, 수치 모델을 활용함에 있어 식생의 흐름 저항을 정확하게 추정하는 것이 매우 중요하며, 보다 정확한 추정을 위해 실험 혹은 현장 데이터를 활용한 보정과정이 필수적으로 요구된다. 본 연구에서는 식생 패치를 포함한 인공 수로의 흐름 모의를 위해 실규모 실험 수로에서 측정된 유속 및 수위 데이터를 활용하여 모델보정을 수행하고자 한다. 이를 위해 공간 분포 별로 각기 다른 흐름 저항식의 적용이 가능하며, 식생 저항 공식을 포함하고 있는 Delft3D 모델을 활용하였다. 또한 실규모 수로에서의 유속 및 수위 데이터 수집을 위해 한국건설기술연구원 하천연구센터에서 실험을 수행하였다. 실험 구간의 길이는 약 120 m이고 하폭은 11 m이며, 국내 하천에서 보이는 식생패치의 유사한 형태를 재현하기 위해 하천 내 가장 많이 활착되어있는 버드나무와 유사한 형태의 인공식생을 제작하였다. 인공 식생은 지그재그로 배치되었으며, 식생의 전체 높이는 1.1 m이고, 각 패치 당 23그루의 인공 식생이 총 8개 패치에 식재되었다. 모의 조건은 상류단 유입 유량 2.805 ㎥/s, 하류단수위 98.764 m의 정류 조건을 적용하였다. 또한 식생 패치 구간에서의 흐름 저항 추정을 위해 Delft3D 모델 내에서 선택가능 한 Baptist의 비침수(Non-submerged)식을 적용하였으며, 항력계수 결정을 위해 1과 1.5를 적용하여 측정 수위와 비교하였다. Delft3D의 흐름 모의 결과, 항력계수 1.5를 적용했을 때, 측정 수위와 거의 일치하는 것으로 나타났으며, 항력계수 1.0을 적용했을 경우, 측정 수위에 비해 다소 낮게 모의되는 것으로 나타났다. 또한 항력계수 1.5인 경우 식생 패치 구간에서 평균 0.65 m/s의 유속이 발생하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.32-32
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• 2020

하나의 수계 또는 용수구역 내에서 작물생육기간 동안 지하수자원 수요량의 집중적인 증가로 인해 지역적 지하수 고갈이 발생하여 농작물 피해가 발생하고 있으며 과잉양수로 인한 지하수위 하강으로 사용자간 갈등도 빈번하다. 또한, 기후변화로 인해 극한기후인 가뭄의 잦은 발생은 이러한 현상을 가속화 한다. 지하수 산출성이 좋은 대수층의 공간적 분포는 복잡한 지질구조로 인해 균일하지 않으며 같은 대수층 내에서도 양수 위치에 따라 산출성은 다르게 나타난다. 이러한 지하수 수요와 공급 및 대수층 분포로 인한 지하수자원 불균형의 해소를 위해 지하수가 풍부한 지역에서 부족한 지역으로 지하수를 공급하는 방법을 적용할 수 있다. 이때 기술적용 지역의 지하수 사용 상황 및 공급 가능량을 정량적으로 평가하고 이를 기반으로 지하수 공급을 제어하는 것이 매우 중요하다. 지하수자원의 수요-공급 불균형이 발생할 때 즉각적으로 대응하기 위해서는 실시간으로 지하수 현황을 감시하고 이를 기반으로 공급 가능량을 산정할 필요가 있으며 이는 정보통신기술(Information and Communication Technology, ICT)에 기반한 관정연계관리체계(Well Network System, WNS)를 구성하는 기술 중 하나인 관정군집제어 기술로 구현될 수 있다. 수계 내에 설치된 기존의 양수정과 새롭게 추가된 관측정들을 4G LTE 네트워크를 통해 하나의 관정군으로 묶고 중앙 서버를 통한 자료 분석 및 양수 펌프 제어를 통해 대수층의 공급 능력과 사용자의 수요 현황에 따른 지하수자원의 체계적 분배를 구현하고자 하였다. 관정군집제어는 관정별 지하수위 및 양수정 양수량을 실시간으로 관측하고 이를 분석서버에 전송하여 해당 지하수계의 공급 가능량 및 인접관정 간섭 등을 분석하여 양수정의 펌프를 실시간으로 제어하고 양수된 지하수를 수요 지역으로 이송한다. 본 연구를 통해 관정군집제어 기술의 구현에 필요한 구성요소를 정의하고 이에 대한 구현 방법을 기술하여 WNS를 구성하는 하나의 요소기술 모델로 제시하고자 하였다.

• Korean Journal of Environment and Ecology
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• v.22 no.6
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• pp.658-665
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• 2008

One of the characteristics of fluvial river channel with sand bed-material is the existence of movable sand bars not occupied with vegetation. However, sand bars at the Hahoe's reach of the Nakdong River showing a double-meandering channel has been changed into expanding vegetation area. Moreover, sand material, in recent years, has stopped moving to downstream in channel and the number and area of bare bars which did not occupied by vegetation have been decreased. In order to find out the mechanism, we carried out the channel characteristics surveys such as hydro-geomorphologic, soil physio-chemical and vegetation surveys were conducted twice on autumn season in 2005,2006. The results so far achieved showed that the reduced discharge of transported sediment and duration of dry season might be critical factors for the spread of luxuriant vegetation. The vegetation area was significantly expanded by floods exceeding the subsequent dominant flow discharge. Furthermore, the expansion of vegetation area was highly correlated with the supply of organic matter, nutrients and alteration of soil texture by sediment deposition during the flooding event.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.98-98
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• 2011

중소규모 하천에서 많이 설치되어 있는 경사형보를 대상으로 하류부 세굴에 대한 수리모형실험과 수치모의를 통하여 경사형보 하류부 세굴특성과 세굴영향인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 수리모형실험은 폭 0.8m, 길이 20m의 가변경사 직선 개수로에서 1 : 2(H/L)경사를 가지는 경사형보의 높이, 월류수심, 하류부 수심 변화에 따른 최대 세굴심과 세굴길이의 변화를 관측하였고, 수치모의는 유사이동 모의가 가능한 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 경사형 보의 경사 변화에 따른 하류부 세굴특성을 모의하였다. 수리모형실험 결과 최대 세굴심 및 세굴길이에 가장 영향을 크게 미치는 인자는 월류고이며, 하류부 수심은 최대 세굴심과 세굴길이의 감소효과 뿐만 아니라 세굴공의 형상에도 영향을 미쳤다. 낙하류의 유입 각도가 예연보에 비하여 작은 경사보는 예연보에 비하여 수평방향 유속이 상대적으로 증가하여 세굴길이가 증가하였으며 이로 인하여 세굴공 하류부 천이영역의 사면경사가 상대적으로 완만하게 형성되었다. 세굴공의 상류부에 재순환 영역이 발생되어 천이영역에서 이송되는 유사의 최대세굴심 발생 위치에 퇴적되는 현상을 방해하며 세굴공의 모양은 완전히 발달된 이중(double) 세굴공을 생성하였으며, 특히 낙하류의 유입각도와 하류부 수위의 영향으로 하류수심($h_t$)과 낙차고(H)의 비($h_t/H$)가 1.0 미만인 경우에 이중(double) 세굴공이 발생하였다. 경사형보의 경사각 영향에 따른 하류부 세굴 영향은 3차원 수치모형을 이용하여 모의하였으며, 경사각을 1V/2H, 1V/3H, 1V/4H로 변화시키며 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 경사각이 증가할수록 최대 세굴심은 증가하는 경향을 보이고 그에 따른 증가율은 감소하였다. 보 높이, 월류고, 하류부 수심, 경사각 변화에 따른 세굴심의 변화는 상대민감도 방법을 이용하여 비교하였으며 주요 영향인자에 대한 민감도비는 월류고가 보 하류부 세굴에 가장 큰 영향을 미치고, 경사각, 보 높이, 하류부 수심 순이다. 특히 보 하류부의 수심은 음의 민감도를 보이며, 이는 보 하류부 수심이 증가할수록 세굴심이 감소하는 것을 의미한다. 추후 보완 실험 및 수치모의를 추가 활용한다면, 경사형보 하류부 물받이 및 하상보호공 설계를 위한 정량적인 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.36 no.12
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• pp.821-827
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• 2014

The 4major river project has caused changes in flow and water quality patterns in major rivers in Korea including the Nakdong River where several toxicant release accidents have had occurred. Three dimensional hydrodynamic model, the Environmental Fluid Dynamics Code (EFDC), was applied to evaluate the effect of geomorphological change of the river on the advection and dispersion patterns of a conservative toxic pollutant. A hypothetical scenario was developed using historical data by assuming a toxic release from an upstream location. If there is a toxic release at the Gumi Industrial Complex, the toxic material would be detected after 2.22 and 9.83 days at Chilgok and Gangjung weir, respectively, in the new river system. It was estimated that they took at least 12 times longer than those with the river conditions before the project. Effect of relocation of intake towers for Daegu Metro City to upstream of Gumi City was also evaluated using the developed modeling system. It was observed that hydraulic residence time would be increased due to decreased flow rate and thus due to lowered water level. However, peak concentration differences were found to be about 2% lower in both places due to increased dispersion effect after the relocation.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.43 no.10
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• pp.911-920
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• 2010

The closed water bodies, such as reservoirs and lakes, could be contaminated by an inflow of pollutants in the upstream as well as a stratification caused by seasonal natural phenomena. The vertical circulation particularly plays an important role in reduction of environmental pollutants. The factors of the vertical circulation are the temperature, wind, thermal diffusivity and sunlight. The wind is probably the most significant factor among them. Thus, it is necessary to describe the validation and application of a three-dimensional numerical model of wind-induced circulation in a thermally stratified flow. In this paper, a three-dimensional numerical model for the thermally stratified flows is presented. The model is conducted in three steps to calculate the velocity components from the momentum equations in x- and y- axis directions, the elevations from the free surface equation and the temperature from the scalar transport equation. Numerical predictions are compared with available analytical solutions for the sloshing free surface movement in a rectangular basin. The numerical results generally show a reasonable agreement with analytical solutions. And the model is applied to the circulation for the wind induced flow in a thermally stratification. Consequently, the developed model is validated by two verifications and phenomena of the internal flow.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.47 no.8
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• pp.729-742
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• 2014

This study predicted long-term sediment distribution for 76 years by using RMA-2 which is two-dimensional numerical model and SED2D which is the sediment transport model to quantitatively analyze sediment distribution in the reservoir based on sediment intrusion and efficiently manage the reservoir. For water level-discharge-sediment data required in boundary conditions of the model, real-time data measured by the Korea Water Resources Corporation were used. The sediment input data was calculated using K-DRUM model. Sedimentation depth was compared with results of model by collecting cross-section core in the reservoir during the dry season. As the result of validation, the sediment depth in the reservoir was similar to actually measured value. For prediction of long-term sediment distribution, terrain data measured in 2012 was used as starting crosssection and simulations for 76 years until 2088 were made. As the results of simulations, sediment distributions of 1.63~1.26 m and 1.45~0.007 m were shown in upstream and downstream of Hapcheon Dam, respectively.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.49 no.8
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• pp.693-705
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• 2016

In this study, the effects of sediment supply on the downstream of a large dam are investigated using a numerical model. The model simulation shows a good agreement with laboratory experiment results of sediment transport and diffusion from sediment pulses. The water surface changes from the various sediment bed elevations are also simulated using the model. The site which has a relatively stiff bed slope and meandering of a channel is selected as an appropriate location for sediment supply because of its shear stress enough to supply the sediment downstream. The model simulation shows the decrease of channel bed elevation through the simulation period with time. The well-deposition of sediment supplied from the downstream of dam is found in the location where the flow rate is relatively low. A bed relief index is increased with time and it is relatively greater in downstream compared to upstream. The channel bed variability increases as flow rate increases with a greater bed relief index. The results of this study demonstrate the importance of increasing water discharge of a large dam to increase the dynamic of channel bed and thus to enhance the efficiency of channel bed restoration by sediment supply.

• Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies
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• v.10 no.2
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• pp.112-121
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• 2007

In occasion of soil loss happened in a basin, soil in the near of a stream may flow into the stream easily, but in case that soil is far away from the stream, sediment yield transferred to rivers by rainfall diminishes. To forecast sediment yield of a stream is an essential item for management of basins and streams. Therefore, sediment yield of soil loss produced from a basin is needed to be calculated as accurate as possible. Purpose of the present research is to calculate soil erosion amount in a basin and to forecast sediment yield flowed into a stream by rainfall and analyze sediment yield in the stream. There are various methods that analyze sediment yield of rivers. In the present study, the soil erosion amount was calculated using Revised Universal Soil Loss Equation(RUSLE) and GRID, and sediment yield was calculated using sediment delivery ratio and empirical methods. DEM data, slope of basin, soil map and landuse constructed by GIS were used for input data of RUSLE. The upstream area of the Yeongsan river basin in Gwangju metropolitan city was selected for the study area. Three methods according to the calculation of LS factor were applied to estimate the soil erosion amount. Two sediment delivery ratio methods for the respective methods were applied and, correspondingly, six occasions in sediment yield were calculated. In addition, the above results were compared by relative amount with estimation by the empirical method of Ministry of Construction & Transportation. Sediment yield calculated in the present study may be utilized for the plan, design and management of dams and channels, and evaluation of disaster impact.

• Water for future
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• v.24 no.3
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• pp.49-60
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• 1991

As a second part of the study entitled "Field Measurement and Analysis of Fluvial Sediment in the Cheongmi-Strea", this study concerns mineralogical and contaminative characteristics of sediment particles collected at Wonbu-Gyo and Hanpyeong-Gyo in the Cheongmi-Stream. The mineralogical analysis of the bed sediment collected reveals that, in general , quarz is the most abundant mineral found in sands with feldspars and rock fragments in the next, which confirms what is known in the literature. The shape factor of sand particles is about 0.7, which also agrees to what is known in the foreign literature. The analysis also reveals that the clay particles collected are composed mainly of illite, kaolinate, and chlorite. The analysis of contamination reveals that there is no substantial difference between the contents of organic material and heavy metals in the surface water and those in the pore water beneath the river bed. It is because the sampling for this analysis was conducted right after the September flood during which the fresh top soil from the upstream watershed replaced the old bed sediment and pore water that would probably be more contaminated. The contents of geavy metals in the bed sediment of sand particles do not exceed those in the soils adjacent to the river. For fine sediment such as clays, however, the contents of heavy metals, especially of mercury and zinc, far exceed those in the soils adjacent to the river. These fine sediments are transported downstream in the form of wash load and deposited in part on flood plains, which could be a new source of contaminants.taminants.