• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.519-523
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• 2008

하천의 보와 같은 횡방향 구조물은 홍수시 구조물에 의한 세굴이 발생하고, 그로인해 구조물의 불안정을 초래한다. 본 연구에서는 apron 하류에 하상보호공을 설치하였을 때 하상보호공의 안정성과 하류의 세굴양상에 대해 연구하였다. Apron 상류로부터 유사의 유입이 없도록 apron 하류에 체결된 블록을 설치한 개수로에서 블록의 설치길이와 채움재를 변화시켜 수리모형 실험을 실시하여 블록의 설치길이와 채움재에 따른 안정성과 하류세굴양상을 평가하였다. Apron하류의 블록 내부에서 세굴 깊이는 블록의 설치길이, 채움재의 직경, 유량, Reynolds 수, Froude 수 등에 따라 달라진다. 세굴에 대한 블록의 안정성은 블록의 설치길이와 채움재의 직경에 가장 큰 영향을 받는다. 블록의 설치 길이와 채움재의 직경을 증가시킴으로써 블록의 안정성을 확보할 수 있다. 실험결과 블록의 설치길이가 13.35m이상일 때 블록의 안정성이 확보될 수 있는 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2009.05a
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• pp.832-836
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• 2009

공유수면을 간척 또는 매립하여 국토를 확장하여 산업화 도시화에 따른 토지수요 용도변경에 대처하여 국가발전의 균형을 유지하는 목적으로 수행하는 간척사업 시설중 중요한 시설인 배수갑문은 외수(해수)의 차단 및 내수배제를 통한 침수피해 경감의 역할을 수행하고 있다. '02년 태풍 "루사" 등 수공구조물의 설계빈도를 초과하는 폭우 발생으로 인한 홍수피해가 발생하고 배수갑문 설계시보다 유입홍수량이 증가하여 홍수시 수위가 계획홍수위 이상으로 형성되는 경우가 많아 이를 해결하기 위하여 배수갑문의 확장사업이 실시되고 있다. 그 첫 번째 사업으로 아산만방조제 배수갑문의 확장을 실시하였다. 아산만방조재 신설 배수갑문의 위치가 연약지반으로 형성되어 있어 신설 배수갑문을 통한 방류시 고속의 수류로 인한 바다측 물받이공 하류부의 세굴이 발생할 가능성이 크며, 이로 인한 배수갑문의 붕괴 우려가 있다. 그러므로 이를 방지하기 위하여 배수갑문 하류에 정수지형 물받이공을 설치하여 고속으로 방류되는 방류수의 유속을 저감시켜 세굴의 발생이 최소화하여 안정성이 확보되도록 하였다. 정수지형 물받이공의 효과 및 안정성을 검증하기 위하여 3차원 수치해석 FLOW-3D모형을 적용하여 수평물받이공과 정수지형 물받이공의 유속차이를 비교분석하였다. 분석한 결과 정수지 말단부에서 정수지 시점부와 비교하여 유속감소는 최대 약 49%, 평균 약 39%의 유속 감세효과를 나타내는 것으로 나타나 정수지형 물받이공을 통한 세굴 감소효과로 아산만방조제 배수갑문의 세굴에 의한 안정성은 확보되는 것으로 나타났다.

• Water for future
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• v.28 no.4
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• pp.147-154
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• 1995

Scour characteristics of noncohesive bed materials at the downstream of free-falling jet were analyzed through hydraulic experiments. It was assumed that the downstream had no special energy dissipators. Flow characteristics of free falling jet from rectangular section were studied, and scour characteristics with and without mounds, which were generated at the downstream of the scour hole, were comparatively analyzed for various bed materials, discharges and tailwater depths. Not only the equilibrium scour depth but also the height of mound could be expressed as a function of densimetric Froude number. Densimetric Froude number had closer relationship with the equilibrium dimensionless scour depth than other dimensionless parameters. It was suggested that the mound effects should be considered at the design stage of bed protection works.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.10 no.7
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• pp.117-123
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• 2009

This study is to investigate the characteristics of scour around pipeline in current and hydraulic model tests were performed. All the model test are 45 cases, which were conducted with velocities of 0.2 m/s to 0.5 m/s and pipe diameters of 45, 60, 90 mm. The developments of scour around pipeline were observed and equilibrium scour depths were recorded due to variation of pipe diameter and current velocity. According to the results, the equilibrium scour depth was proportional to current velocity and pipe diameter. The effect of diameter of pipeline on the equilibrium scour depth was bigger than current velocity. The correlations of relative scour depth and dimensionless number such as a Reynolds number, Shields number, and Froude number were analyzed. The Froude number and the relative scour depth had a high correlation of 0.900.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.31 no.4B
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• pp.353-360
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• 2011

The objectives of this study were to analyzes temporal variation of local scour depth in the downstream of weir with shapes. Prediction of maximum or equilibrium scour depth was the main focus of engineers and researchers in the downstream of weir. However, it is necessary to analyzes temporal variation of local scour depth in the downstream of weir to predict real time scour depth. Experiment were performed with various weir shapes like sharp crest and inclined stepped with time variation and non-dimensional scourhole shapes, scour depths were proposed. A formula for predicting scour depths with temporal variation for weir were proposed through non-linear regression analysis. Temporal variation of scour depths could be estimated with suggested formula and 4 input data (Equilibrium scour depth, weir height, overflow depths, and water depth downstream). Suggested formula could make it possible to design a apron and bed protection economically in the downstream of a weir by considering flood duration time.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.20 no.3
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• pp.67-74
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• 2004

A case study was performed to verify the applicability of existing formulae for predicting bridge scour in cases where its piers are founded in fine-grained soils. The object of study was the Kanghwa Choji Bridge area where the streambed consists of mainly clayey soil. Site investigation included: direct measurement of scour depths around piers using an ultrasonic probe; and collection of undisturbed soil samples which were later used to determine geotechnical properties and scour rate under different stream velocities. Scour depth prediction was made by employing several conventional methods and compared with the measured value. All methods, not taking soil's intrinsic property against erosion into consideration, overestimated scour depth by a factor of 3.6 to 6.5. On the other hand, the SRICOS method yielded a reasonably acceptable overestimation by a factor of 1.7.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1561-1565
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• 2006

수제는 주로 호안 또는 하안 전면부에 설치하는 구조물로써 기존의 수제 설치는 하안 및 제방의 보호, 유로제어 및 주운 등의 목적에 의해 이루어졌다. 최근 들어서는 수제하류부의 흐름분리로 인해 발생되는 재순환 영역(recirculation zone)과 국부세굴에 의해 발생하는 세굴공이 수중생물의 다양한 서식처 및 홍수 시어류의 피난처로 활용될 수 있다는 점 등의 환경기능이 부각되면서 수제에 대한 설치목적이 다양화 되었다. 월류수제는 흐름이 수제 투과정도를 나타내는 투과율과 함께 다뤄지기는 기존의 실험연구에서는 수위가 수제의 머리부를 초과함에 따라 월류되는 흐름은 과도한 난류의 발생 등 투과수제에 비해 수제부근에 더 많은 영향을 미친다고 하였다. 이러한 과도한 난류의 발생은 수제를 월류하는 흐름은 상류에서는 가속되다가 수제 하류부로 흘러내리면서 다시 감속되어 교란되기 때문이다. 이러한 월류수제의 흐름특성은 수제 주변 국부세굴에 영향을 미친다. 특히 우리나라 하천은 홍수시 수위의 변화가 매우 크기 때문에 일반적인 불투과 수제라 하더라도 대부분의 수제가 월류수제처럼 거동한다. 따라서 수위가 증가함에 따라 월류가 발생하는 수제의 경우 비월류 구조물과는 세굴심의 변화가 다르게 발생할 수 있다. 본 연구에서는 월류수제 주변에서 발생되는 국부세굴이 수중생물의 다양한 서식처 및 피난처로 활용될 수 있다는 관점에서 세굴영역(세굴부피)과 세굴심의 관계에 대한 수리모형실험을 수행하고 분석하였다. 월류수제의 세굴실험은 축척의 영향을 최소화하기 위해 $7m(W){\times}40m(L){\times}1.5m(H)$ 규격의 대형 수로에서 수행하였으며 세굴변화에 미치는 시간축척의 영향을 파악하기 위해 $70{\sim}90$ 시간 동안 실험을 수행하였다. 세굴의 측정은 투명한 아크릴로 제작된 수제 내부에 CC카메라를 수제 전 후면 및 측면에 설치하여 월류수제의 세굴 발생을 실시간으로 측정하며 동시에 수제의 각 면에 각각 3개의 압력센서를 설치하여 압력분포를 측정함으로써, 월류수제 주변의 압력변화에 따른 세굴심의 실시간 변화를 비교할 수 있도록 하였다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.14 no.3
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• pp.5-11
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• 2013

The primary objective of this research is to evaluate the behavior of a bridge substructure subjected to scouring during flood. A finite element (FE) study was carried out on a substructure modeled using the standard section specified for highway bridges. The three-dimensional FE model consists of non-linear springs with tri-axial load capacities at the base in order to consider the loss of bearing capacity of the substructure by local scour phenomenon. Various time varying loading conditions and scouring patterns were considered in the analysis. The results indicate a change in the structural behavior of substructure depending on the eroded area and pattern. The outcome of this research will be useful to suggest basic design guidelines for ground sills of the bridge substructure.

• Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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• 2010.04a
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• pp.183-186
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• 2010

교각에서의 기초세굴 단계 및 상부구조물의 영향에 따른 진동특성을 파악하기 위해 교각 시험체를 이용하여 충격진동실험과 Midas FEA ver.2.0를 이용한 유한요소해석을 수행하였다. 기초세굴 모의는 교각시험체 기초 주위의 지반을 단계별로 굴착하였으며, 상부구조물의 영향은 철근콘크리트 블록을 제작하여 교각 시험체 위에 재하하였다. 충격진동실험과 수치해석결과, 강성이 작아지거나 질량이 커질수록 1차 모드 고유진동수도 작아지는 등 유사한 경향을 나타내었다. 대체적으로 충격진동실험으로 구한 1차모드 고유진동수는 수치해석으로 구한 값보다 작은 경향을 나타내었으며, 이는 지반의 강성변화를 수치해석 모델에서 연속적으로 반영하지 못하는 한계로 인해 발생한 오차로 판단된다. 따라서 1차 모드 고유진동수의 변화를 이용한 교각 세굴 건전성 평가를 위한 유한요소해석을 위해서는 지반물성을 보다 잘 모의할 수 있는 기법의 개발이 필요하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2008.05a
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• pp.928-932
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• 2008

본 연구는 국가하천인 섬진강 내에 하상세굴 방지를 위하여 설치한 섬진강 수중보가 하천의 수질오염 가중, 하천 생태통로 차단, 홍수 소통능력 저해 등의 문제점에 따른 방안으로 이를 철거하자는 의견이 제시되어, 수중보(낙차공)의 철거 여부에 대한 타당성 검토를 수행하는 데 있다. 따라서 본 연구는 보 철거시 고려할 사항으로서 보의 철거 기준, 하천의 물리적 및 수질특성 변화, 하천의 생물상 변화를 검토하였다. 섬진강 수중보를 철거함으로써 기대되는 가장 큰 장점은 생태이동 확보와 수질 개선 및 홍수소통 능력 향상이었다. 그러나 섬진강 수중보는 보의 기능 외에도 낙차공의 기능까지 겸하고 있으며, 만약 수중보를 철거할 경우 하천의 급경사에 따른 과다한 하상세굴, 상수도 취수시설의 용수수급 불가능, 문척교 교각의 세굴 발생 및 기초의 안정성 문제점, 지류와의 단차, 서시천 농업용수 취수시설의 용수 수급 불가능이 발생되며, 이를 해결해야지만 섬진강 수중보를 철거하는 단계로 진전될 수 있음이 밝혀졌다.