• 한국도로학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.133-138
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• 2011

본 연구의 목적은 도로배수 취약구간에 대한 수리 수문 설계 인자들을 비교 및 검토하여 수리 수문학 측면의 도로 노면배수 취약구간 발생 원인을 규명하는 것이다. 본 연구를 통하여 대부분 노면배수시설의 설계홍수량 산정에 사용하는 합리식의 주요 변수인 강우 강도를 도로의 노면배수유역 특성에 적합하게 산정하기 위해서는 분단위 강우강도식을 사용하여 10분 이하 강우지속시간을 고려해야 하고, 검토가 부족했던 노면 수로에 대하여 실제 자연현상을 적절하게 반영할 수 있는 부등류 흐름 수리해석 방법을 적용해야 하며, 도로 노면 강우의 즉시 배제가 목적인 쌓기부 도수로, 깎기부 집수정, 중분대 집수정 등의 설치간격 결정에는 현재 설계 실무에서 사용 중인 경험공식보다 노면 수리해석 기법을 활용하여 설치간격을 계산하는 것이 합리적이라고 판단되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권4호
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• pp.67-74
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• 2007

강우시 우수의 침투로 사면의 안정성은 감소되며, 사면활동에 의한 피해를 최소화하기위해 강우시 토사사면에 대한 사면 안정해석시 지표까지 완전히 포화되는 조건으로 설계하도록 설계기준을 강화하고 있다. 그러나 이와 같은 설계방식은 강우강도, 강우지속시간, 지반특성, 사면의 기하학적 특성 등과 관계없이 동일하게 지표까지 완전 포화조건으로 설계함으로써 지나치게 과다하게 설계되는 경향이 있는 등 문제점이 지적되고 있다. 또한 대부분의 토사사면은 불포화상태에 있으며, 불포화특성을 고려한 사면 안정해석이 수행되어야 할 것이다. 본 논문은 강우시 토사 사면이 완전 포화되기까지 소요되는 강우지속시간을 예측할 수 있는 방법을 제시하였다. 이를 위해 본 논문에서는 불포화토의 흙-수분 특성과 포화시 투수계수, 사면의 기하학적 조건, 강우강도 등을 고려하여 불포화토 사면에 대한 유한요소해석을 실시하여 강우시 토사사면이 완전 포화되기 까지 소요되는 강우지속시간을 예측하였으며, 이들 해석결과로부터 간편하게 사용할 수 있는 예측도표를 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.823-823
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• 2012

최근 우리나라는 아열대성 기후로 변함에 따라 예측 불가능한 강우 형태가 자주 발생하고 있으며, 강우량의 경우 과거에는 발생하지 않았던 고강도의 강우가 빈번하게 발생하고 있는 실정이다. 그러나 기존 농경지 배수시설의 경우 고강도의 강우에 부족한 기준을 가지고 있어 침수에 불리한 구조를 가지고 있다. 또한, 국가경제발전과 국민 식생활 패턴 변화 등으로 논(수도작) 위주에서 원예 특용작물 등 밭작물 중심으로의 작부체계로 변화함에 따라 적정한 배수체계 개선방안이 요구된다. 따라서 현행 설계기준 강우보다 많은 강우가 단시간에 내리는 국지적 집중호우가 발생하여 배수시설물의 배제 능력 부족으로 인한 침수, 배수불량 등의 농경지 침수피해를 대비할 수 있는 배수설계기준이 필요한 상황으로, 기존 배수시설 설계기준에 대한 빈도별 계획강수량, 계획홍수량, 계획홍수위 등을 현재까지의 수문기상자료로 재검토하여 강우패턴변화를 고려한 적정 설계기준(안)을 평가하고 재해 대비 능력 부족한 농업기반시설(배수장, 배수문, 배수로 등)의 효율적인 관리 방안을 마련하겠다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권12호
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• pp.1173-1185
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• 2008

노면배수시설의 설계방법을 임계지속시간의 고려 여부와 등류 및 부등류의 해석 방법에 따라 4가지로 구분하고, 각 방법에 따른 설계결과를 비교·검토하였다. 임계지속시간을 고려하지 않는 방법에서 설계강우는 10분 지속시간의 강우강도로 정하나, 임계지속시간을 고려할 경우 설계강우는 강우의 지속시간과 유출의 도달시간이 유사해지는 경우를 시산적으로 찾아 결정한다. 4가지 설계방법으로 수립된 설계모형을 다양한 수로의 종단경사 및 길어깨 횡단경사를 가지는 노면배수시설에 적용하고, 그 설계결과를 비교 검토하였다. 10분 지속시간의 강우강도를 이용하는 경우, 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격은 종단경사와 길어깨 횡단경사가 작은 경우에만 등류 해석보다 크게 산정되었다. 반면 도달시간을 산정하여 임계지속시간을 결정하는 경우에는 본 연구에서 고려된 모든 조건에서 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격이 등류 해석보다 크게 산정되었다. 그러나 도달시간을 산정하여 임계지속시간을 결정하고 부등류 해석을 기반으로 설계한 유출구 간격은 10분 지속시간의 강우강도를 적용하고 등류 해석을 기반으로 설계한 값보다 항상 작은 것으로 조사되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.79-79
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• 2011

도시지역에서 강우발생 시 우수는 대부분 도로를 통해 이동하고 배수된다. 도로의 배수시설은 도로면의 안전을 확보하기 위한 목적뿐만 아니라 도로 이외의 지역에 흐르는 유출수를 배수시키는 기능도 포함하고 있다. 현재 우리나라의 도로배수는 빗물받이와 횡유입부를 통해 대부분 이루어지고 있다. 이러한 배수시설이 제 기능을 충분히 발휘하지 못하면 노면수가 정체되고, 노면수가 인근 주택가로 유입되어 침수피해를 가중시키는 경우도 있고, 교통의 원활한 흐름을 저해하게 된다. 도로배수시설의 설계 시 설계빈도에 상위하도록 충분한 여유를 두고 설치하더라도 부유잡물 등에 의해 그 효율이 저하될 수도 있다. 또한 배수시설을 통해 배수되는 초기 유출수는 많은 비점오염원을 포함하고 있고, 이러한 오염원이 하천으로 유입되어 하천수 및 저수지를 오염시킬 수도 있다. 본 연구에서는 배수시설 중 빗물받이의 효율개선과 비점오염원을 처리할 수 있는 비노출배수로에 대하여 수리실험을 실시하고 효과를 검토하였다. 이를 위해 폭 2.4 m, 길이 10.0 m의 실험도로를 제작하였고, 유입유량을 증가시켜가며 배수효율을 확인하였다. 또한 흙탕물을 유입시켜 비노출 배수로를 통해 배수시킨 후 유입수와 유출수의 부유물질, BOD, $COD_{Mn}$, TN, TP의 량을 측정하고 변화를 확인하였다. 이때 비점오염원처리를 위한 여과재료로는 제오라이트를 이용하였다. 실험결과 실험도로의 측면에 비노출 배수로를 설치하였을 경우 도로위에 수심이 거의 발생하지 않으면서 배출할 수 있는 최대 유량은 2.29 l/s였고, 서울시를 기준으로 설계빈도 10년에 대하여 본 연구의 실험도로 규격에서의 유출량이 1.09 l/s임을 고려할 때 10년 빈도 강우강도 발생 시 비노출 배수로가 충분한 여유를 가지고 배수 시킬 수 있을 것으로 판단된다. 본 실험도로의 규격에서 2.29 l/s의 유출량이 발생하기 위한 강우강도는 서울시를 기준으로 100년 빈도에 상위하는 강우강도로 비노출 배수로에 막힘이 없는 경우 100년 빈도의 강우시에도 노면수 배출이 가능하였다. 쓰레기와 모래와 같은 부유잡물이 배수로를 막고 있다 하더라고 배수효율 저하는 크게 발생하지 않았다. 또한 BOD와 $COD_{Mn}$의 농도는 유입수와 비교하여 30%이상의 제거 효율을 보였다. 특히 부유물질의 경우 제거효율이 50 %인 것으로 검토되어 본 연구의 비노출 배수로가 초기우수의 오염원제거에 효과가 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.600-604
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• 2010

수문설계 인자인 확률홍수량 산정시 짧은 홍수량 자료 길이로 인해 홍수량을 직접 이용하기 보다는 강우자료와 강우-유출모형에 의존하고 있는 현시점에서 무엇보다 중요한 것은 신뢰할 만한 확률강우량이 산정되어야 한다는 것이다. 하지만 지금까지의 강우빈도해석(rainfall frequency analysis)은 강도(intensity), 지속기간(duration), 깊이(depth) 사이의 연관성은 고려하지 않은 단편적인 방법론에 그치고 있다. 즉, 강우를 표현하는 인자들 간 독립(independency)이라는 가정을 거친 후, 간단한 단변량(univariate) 강우빈도분포(rainfall frequency distribution)로 확률강우량을 산정하고 있다는 것이다. 간단한 모형에 따른 이점은 있으나 최근의 강우 형태는 매우 복잡한 양상을 띠고 있어, 단변량 강우빈도분포로 이를 대표하기에는 무리가 따른다. 따라서 본 연구에서는 강우빈도해석의 인자가 독립적이며 정규분포(normal distribution)라 가정하지 않고, 세 개의 주변 분포(marginal distribution)의 형태가 같지 않다는 점, 또한 가정하지 않는 방법론 중, 그 가치를 널리 인정받고 있는 Archimedean Copula (AC)에 대한 연구를 수행하였다. AC를 이용하여 강도, 지속기간, 깊이 사이의 종속성 중, 두 가지 변량을 고려한 이변량(bivariate) 강우빈도해석을 수행하였고 그 효용성을 검토해 보았다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권10호
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• pp.29-38
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• 2011

현행 사면 안정 해석 시 지하수위 결정방법은 강우에 의한 침투과정에 의한 불포화구간을 제대로 반영하고 있지 못하고 있다. 본 연구에서는 강우에 의한 지표면 상부침투에 의한 포화대 증가에 따른 사면의 안전율 변화를 실내모형실험을 통해 검증하고자 하였다. 강우침투로 인한 흙의 전단강도 저하를 정확히 파악하기 위해 실내 사면모형실험을 통해 함수비 변화를 측정하고, 이에 따른 강도정수의 변화를 파악하였다. 포화깊이 3.0m에서 4.5m로 변할 때 안전율이 가장 크게 변화되는 것을 알 수 있었으며, 이는 설계기준에서 제시한 지하수위 (-)3.0m은 다소 과소 설계된다는 것을 판단할 수 있다. 또한, 지표면 포화로 해석할 경우는 과다 설계되므로 사면의 설계 시 강우 침투에 관한 실험 및 해석이 필요함을 알 수 있다.

• 대한토목학회논문집
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• 제28권4B호
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• pp.363-374
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• 2008

국내에서 수공구조물의 설계를 위한 확률강우량을 산정하기 위해서 널리 사용되는 강우강도식은 주로 회귀분석을 적용한 형태가 일반적이지만, 본 연구에서는 각 지점별 적정확률분포형의 누가분포함수를 활용하여 강우강도식의 형태를 결정하고, 매개변수는 유전자알고리즘을 적용하여 추정하는 강우강도식을 제안하고자 한다. 기존에 사용하던 강우강도식과의 정확도 비교를 위하여 기상청 22개 지점에 대한 재현기간, 지속기간별 평균제곱근오차, 평균제곱근 상대오차를 검토한 결과 누가분포함수를 활용한 강우강도식이 더 높은 정확도를 가짐을 보였으며, 또한, 최근의 집중호우에 대한 영향을 살펴보기 위하여 2006년 까지의 강우자료를 이용하여 기존의 회귀식에 의한 방법과 누가분포함수를 활용한 경우의 결과값을 비교한 결과 이 경우에도 누가분포함수를 활용한 강우강도식의 정확도가 더 높음을 알 수 있었다. 결과적으로 본 연구에서 제안된 누가분포함수를 활용한 강우강도식은 기존의 회귀분석을 활용한 강우강도식보다 정확도면에서 우수하다고 할 수 있으며, 국내에 충분히 적용가능한 형태의 강우강도식이라고 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2011년도 학술발표회
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• pp.427-427
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• 2011

최근 기후변화에 따른 국지성 집중호우의 증가로 인해 도심지역의 홍수피해가 증가하고 있는 추세이다. 최근의 강우 증가경향을 고려한 서울시 강우량 증가추세 분석결과 2020년의 확률강우량이 지속시간별 2.3%~7.3% 증가하는 것으로 분석되었고, 50년빈도 확률강우량의 경우 강우강도는 2009년은 99.1mm/hr, 2030년은 103.5mm/hr로 분석되어 서울지점의 경우 최근 기후변화로 인한 강우강도와 확률강우량 모두 증가경향을 보이는 강우특성을 나타내었다. 특히 지난 2010년 9월 21일 집중호우의 특성을 분석하기 위해 당시 한반도 상공의 위성영상 및 기상현황과 서울시 지역별 누가강우량 및 지방하천의 지속시간별 강우빈도분석을 실시하였다. 또한, 서울지역 침수피해 현황조사와 홍수피해원인 및 문제점을 분석하고, 향후 기후변화 대비 설계 기준 강화에 대한 수해방재 대응전략 및 구조적인 저류조 설치 방안 검토를 통한 임시 또는 항구대책을 연구를 실시하였다.

• 한국조경학회지
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• 제37권2호
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• pp.36-46
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• 2009

이 연구의 목적은 녹화를 위한 인공지반이 구조물에 미치는 영향을 분석하는 것이다. 인공지반 녹화 시 고려해야 할 기술적 사항은 건물에 미치는 하중과 식물의 생육에 관한 것이다. 인공지반이 구조물에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 이루어지지 않고 있다. 본 연구에서는 펄라이트와 자연토양이 혼합된 인공지반이 구조물에 미치는 하중으로 인한 영향을 분석하였다. 인공지반이 구조물에 미치는 하중은 인공지반이 포화되었을 때 최대가 되며, 강우강도가 인공지반의 침투능을 증가할 때 인공지반이 포화된다. 인공지반의 포화 여부를 판정하기 위하여 강우 강도는 도시배수시설물 설계에 이용되는 10년 빈도 10분 강우 강도를 이용하였고, 침투능은 정수위투수계수 측정법을 이용하여 산정하였다. 인공토 및 혼합토는 그 비율에 따라 투수계수가 변하며, 특히 다짐 정도에 따라 변동이 큰 것으로 나타났으나, 대부분의 경우 재현기간 10년의 10분 강우강도를 초과하지는 않았다. 따라서 인공지반의 포화단위중량을 구조물 설계의 설계하중으로 적용하여야 함을 알 수 있다.