• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.259-259
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• 2017

국내 하천에는 하천을 가로지르는 보나 낙차공과 같은 횡단구조물이 약 5만여개에 달하고 있다. 이러한 횡단구조물은 작업의 용이성 및 높은 강도로 인해 오랜 시간 콘크리트 소재로 사용되어 왔다. 기존 콘크리트 소재의 공법은 설치되어 있는 한 세굴 방지에 좋은 효과를 발휘한다는 장점이 있지만 포설된 공법은 시간이 지남에 따라 마모되거나 소실되는 문제가 발생되며, 최종적으로 하천횡단구조물의 안전성 및 심미성에도 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 최근 기후변화로 인해 강우량의 증대 및 집중호우 등의 돌변하는 하천환경변화에 대한 적용 가능한 기술이 미비한 실정이다. 이러한 문제와 더불어 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 자연친화적 하천 및 생태복원 하천에 대한 하천 수질 및 생태학적 건강성에 대한 연구의 관심이 높아지고 있다. 최근 연구결과에 따르면 콘크리트 소재를 활용하여 횡단구조물을 설치할 경우, 콘크리트 소재의 문제점으로 제기되는 납, 크롬 등과 같은 중금속 용출과 석회석으로부터 유출되는 강염기성 물질로 인한 하천의 수질악화와 수생 생물이 독성환경에 노출되어 다양한 환경 생태학적 문제를 발생시킬 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 콘크리트 소재의 대안으로 무 저독성 소재인 식물성 폴리우레탄을 이용하여 연구를 수행하였다. 기초 조사를 통해 콘크리트 소재의 대안으로 사용가능성을 확인하기 위하여 식물성 폴리우레탄의 물리적 강도를 확인하였으며, 환경에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대한 생태학적 건강성을 확인하였다. 품질 특성은 바인딩강도, 내구성, 압축강도, 휨강도, 투수계수 등을 확인하였으며, 생태학적 건강성을 확인하기 위하여 양서 파충류의 독성 실험, 어류 독성평가, 부착조류에 대한 실험을 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 시범지역인 대청천 일부 구간에 대하여 계절별 물리/화학/생물(식생, 어류, 저서동물)에 대한 모니터링을 수행하였다. 또한 홍수 전 후의 하상변동을 통해 개발기술의 안전성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2017.05a
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• pp.511-511
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• 2017

하천에서 홍수 예방 및 가뭄재해 방지를 목적으로 최근 4대강 살리기 사업이 수행되었다. 특히, 안정적인 용수공급 및 다양한 수재해 피해를 최소화하기위해 다기능보가 설치되었다. 설치된 보는 고정보와 가동보로 구분되며 평상시에는 고정보를 넘어가는 월류흐름이 발생하며 홍수 시에는 추가적으로 가동보를 개방하여 오리피스 흐름이 발생한다. 최근 기후변화로 인해 집중호우가 빈번히 발생하며 이는 보 주변에서 빠르고 복잡한 흐름을 유발하게 된다. 이러한 흐름특성은 보하류의 세굴문제뿐만 아니라 물받이와 바닥보호공의 안전성에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 영상기법을 활용하여 도수가 발생하는 조건에서 고정보 하류의 물받이공 및 바닥보호공에 난류흐름특성 및 압력분포를 분석하였다. 길이 8.0 m, 폭 0.3 m를 갖는 개수로에서 실험을 수행하였으며 0.2 m 높이의 고정보는 상류경계로부터 3.0 m지점에 위치하였다. 보 하류부에서 유속성분은 비접촉식 유속측정 기법인 입자영상유속계(Particle Image velocimetry, PIV)와 기포흐름을 측정할 수 있는 기포영상유속계(Bubble Image velocimetry, BIV)를 적용하였다. 그러므로 기포 존재유무와 관계없이 보 하류부 구간에 대한 유속장 성분을 취득하였다. 도수흐름은 물받이공 및 바닥보호공 영역의 바닥면을 따라 빠른 유속을 갖는 제트류가 발생하고 수면과 바닥으로 강한 진동이 발생하여 불안정한 흐름이 야기된다. 바닥면에 작용하는 압력을 측정하기 위해 흐름방향을 따라 피에조미터를 설치하였고 압력수두 분포를 초고속카메라로 촬영하여 그 특성을 분석하였다. 실험을 결과를 통해 보 하류부에 영향을 미치는 인자를 도출하였으며 향후 보 설계기준에 반영할 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.12 no.8
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• pp.51-57
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• 2011

Surface water at the lower part of the Seom-jin river has a high salinity because the erosion at river bottom has made sea water move upstream continuously since 1978. The effect of underground dam on the prevention of sea water intrusion was modelled in this study. Present chloride concentration in surface water decreases exponentially along a river and in groundwater is about one-tenth of surface water's. The finite element method model, FEFLOW, was conducted on the assumption that the underground dam with a height of 25m over a bedrock is located under a water surface at the site of 4.6km from an estuary. The result shows that the position with chloride concentration of 0.25psu moves downstream from the sites of 25km to 22km, if an enough sedimentation with 5m thickness happens in the upper reservoir of underground dam. On the other side, the underground dam is little effective for the prevention of sea water intrusion in case of non-sedimentation.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2020.06a
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• pp.54-54
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• 2020

본 연구에서는 제방의 세굴이나 붕괴를 방지하기 위해 바이오폴리머(Biopolymer) 기반 신소재를 활용한 흙 제방의 보강공법을 제시하였다. 바이오폴리머 기반 제방의 보강공법은 흙과 바이오폴리머를 소량만 섞어도 흙의 강도 증진시킴과 동시에 빗물에 대한 내침식성과 식생의 생장을 촉진하는 생태성도 뛰어나기 때문에 제방 사면을 보호할 수 있는 친환경적이고 효율적인 공법이다. 이에 안동하천연구센터는 실증실험을 통한 신소재 제방 보강공법의 안정성 검증을 목표로 2 건의 월류붕괴 실험을 수행하였다. 첫 번째는 흙 제방 조건(Case 1)이며, 두 번째는 바이오폴리머 혼합 토양을 사면에 도포한 후 식생이 활착된 조건(Case 2)이다. 제방 붕괴에 따른 수로 내 수위변화를 측정하기 위해 압력식 수위계를 설치하였으며, 영상분석을 위한 다수의 카메라 및 드론을 활용하여 실험의 전 과정을 실시간 촬영하였다. 또한, 제내지 측 사면을 대상으로 월류에 따른 붕괴 지연효과를 정량적으로 제시하기 위해 이미지 픽셀 변화 측정 기법을 통한 시간에 따른 표면 손실률을 산정하였다. 흙 제방과 신소재 처리 제방의 시간에 따른 표면손실률을 비교한 결과, Case 2의 사면손실률이 Case 1에 비해 약 1.5~2.3 배 지연되는 것을 확인하였다. 하지만 단일 조건만으로 실험군과 비교군의 붕괴지연 결과가 제방 성능을 평가함에 있어서 일반화될 수 없으므로 이러한 정량적 평가는 다소 한계가 있다. 향후 이러한 부족한 부분을 해결하기 위한 노력과 다양한 조건의 추가실험을 통한 계측 데이터 및 붕괴지연시간의 평균값을 도출하여 신소재 제방의 안정성을 평가하기 위한 타당한 결과를 도출할 예정이다.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.29 no.1B
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• pp.63-71
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• 2009

Riprap filter should be installed around the pier to prevent riprap subsidence due to sediment winnowing or leaching between the riprap and bed layers. However, riprap protection without filters is commonly applied in the field because of ambiguous specifications and technical and economical difficulties to install the filter layer. Therefore, the hydraulic experiments were conducted in this study to measure and analyze the riprap subsidence quantitatively with different conditions for thickness of riprap layer, approached velocity, sizes of riprap and bed material. As the velocity was increased and size of bed material and thickness of riprap layer were decreased, the subsidence was increased. Consequently, the dimensionless riprap subsidence equation was derived using the synthesized experimental results. The results of this study could be employed as a standard criterion or predictor to evaluate the subsidence stability.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.214-214
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• 2022

감포댐은 2006년 준공하여 각종 시설 및 설비의 노후화가 진행중에 있으며, 최근 감포댐 인근 지역에서 발생한 경주지진(규모 5.8) 및 포항지진(규모 5.4)이 발생하여 지진시 시설물의 안전성에 대해 중요성이 대두되고 있었다. 이에 감포댐 안전성강화 사업을 추진하게 되었고, 주요 사업내용은 취수탑 관리교 내진보강, 댐체 심벽보강을 통한 댐체 안전성확보, 비상방류시설 개선이다. 취수탑 관리교는 교각단면의 변위연성도 및 교량받침에 의한 구조물 안전성 평가를 시행하였고, 단면강도는 모멘트-곡률해석법에서 탄성영역의 단면강도 대비 탄성지진력을 비교하여 안전성을 검토하였다. 검토결과 교량받침의 내진성능은 부족한 것으로 검토되어 유량제어형 멀티펌프와 안전잭을 이용한 변위제어 방식의 교량동시 인상공법이 가능하고 인상정밀도 ±0.5mm이내의 성능을 가진 교량인상공법 적용하여 보강을 하는 것으로 계획하였다. 댐체 심벽보강을 위해 먼저 전기비저항탐사를 수행하여 전기비저항대를 탐사하여 심벽부에서 포화대가 형성된 부위를 조사하였다. 그리고 댐 상·하류에 전극을 설치하고 전류를 발생시켜 측정 지점별 자기장을 측정을 통하여 댐체내 침투에 따른 유로 형성여부 파악을 위한 전자기장탐사를 시행하였다. 마지막으로 심벽 시추조사를 시행하여 공내수를 조사하였다. 조사결과 포화대의 위치 및 이상대가 다양한 것으로 나타났으며, 이는 불특정 지점에 연약대가 존재한다 판단하여 심벽부 보강계획을 전반적으로 적용하는 것으로 결정하였다. 비상방류시설은 최근 15년 실측자료의 홍수기(6~9월) 평균유입량을 적용하여 검토하였으며 검토결과 배제대상 높이 75%까지는 3.7일, 완전배제까지는 11.2일이 걸려 댐설계기준을 충족하는 것으로 검토되다. 다만 감포댐 비상방류시설이 하천제방과 직각방향으로 형성되어 있고, 하천의 폭이 좁아 과거 방류시에도 제방을 월류하는 것으로 조사되어 하천의 세굴을 방지하고 제방 안전성을 확보하기 위하여 비상방류시설에 감세공을 설치하고, 제방에 디플렉터 옹벽을 설치하는 것으로 계획하였다. 감세공은 2번에 걸친 감세효과로 방류시 하류바닥 및 옹벽 보호 효과가 큰 미국 USBR의 TypeVI를 적용하였으며, Flow-3D 모델링을 통하여 제방에 월류가 발생하지 않는 최적의 대안 옹벽규모를 산정하였다.

• Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.13 no.1
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• pp.2206-2217
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• 1971

Spillway and discharge channel of reservoirs require the Control of Large volume of water under high pressure. The energies at the downstream end of spillway or discharge channel are tremendous. Therefore, Some means of expending the energy of the high-velocity flow is required to prevent scour of the riverbed, minimize erosion, and prevent undermining structures or dam it self. This may be accomplished by Constructing an energy dissipator at the downstream end of spillway or discharge channel disigned to dissipated the excessive energy and establish safe flow Condition in the outlet channel. There are many types of energy dissipators, stilling basins are the most familar energy dissipator. In the stilling basin, most energies are dissipated by hydraulic jump. stilling basins have some length to cover hydraulic jump length. So stilling basins require much concrete works and high construction cost. Flip bucket type energy dissipators require less construction cost. If the streambed is composed of firm rock and it is certain that the scour will not progress upstream to the extent that the safety of the structure might be endangered, flip backet type energy dissipators are the most recommendable one. Following items are tested and studied with bucket radius, $R=7h_2$,(medium of $4h_2{\geqq}R{\geqq}10h_2$). 1. Allowable upstream channel slop of bucket. 2. Adequate bucket lip angle for good performance of flip bucket. Also followings are reviwed. 1. Scour by jet flow. 2. Negative pressure distribution and air movement below nappe flow. From the test and study, following results were obtained. 1. Upstream channel slope of bucket (S=H/L) should be 0.25<H/L<0.75 for good performance of flip bucket. 2. Adequated lip angle $30^{\circ}{\sim}40^{\circ}$ are more reliable than $20^{\circ}{\sim}30^{\circ}$ for the safety of structures.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.28 no.6
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• pp.361-374
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• 2016

When the seabed around and under gravity structures such as submerged breakwater is exposed to a large wave action long period, the excess pore pressure is generated significantly due to pore volume change associated with rearrangement soil grains. This effect leads a seabed liquefaction around and under structures as a result from decrease in the effective stress, and the possibility of structure failure is increased eventually. These facts shown above have been investigated in the previous studies related to regular and irregular waves. This study suggested a concrete mat for preventing the seabed liquefaction near the submerged breakwater. The concrete mat was mainly used as a countermeasure for scouring protection in riverbed. According to installation of the concrete mattress, the time and spatial series of the deformation of submerged breakwater, the pore water pressure, and the pore water pressure ratio in the seabed were investigated. Their results were also compared with those of the seabed unprotected with the concrete mat. The results presented were confirmed that the liquefaction potential of seabed under the concrete mattress is significantly reduced under regular wave field.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.21 no.5
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• pp.93-101
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• 2005

The formation of slopes is unavoidable under the special circumstance of Korea where $7%$ of the whole area are composed of mountains and civil engineering projects such as road and site developments are increasing with industrial development and horizontal expansions of urban area. Stability of slopes is one of quite important issues under special meteorological characteristics that over two-thirds of annual average rainfall is concentrated in summer season and the localized torrential downpour is getting more frequent recently. As a result of these circumstances, partial slope failures by debris flow of the high water content soils occur frequently in cut soil slopes. In this case of debris flow slope failure, slope declination method is selected fur the stable recovery because it is impossible to recover entirely by existing recovery methods. Seeding or special grass planting methods are followed separately without exception. The method by which entire recover with bigger stability ratio would be possible and grass planting work would be done simultaneously is developed. For debris flow failure slopes, this study secured the safety of slopes by preventing the inflow of rainwater and scour using geosynthetics-reinforced embankment, and created nature-friendly slopes by planting trees on the slopes.

• Journal of Korean Society of Forest Science
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• v.79 no.3
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• pp.269-277
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• 1990

In planning the disaster prevention by the erosion control facilities, it is essential to focus on the microtopography of the channel bed and the chronological process of sedimental movement in the torrential streams. For this purpose, the microtopographical change of the channel bed and the effects of the erosion control facilities in the mountain torrents were analyzed by the experimental channel and the field survey of the torrents where low-dam series had been constructed in the channel. The results of this experiment showed that the effects of construction of the low-dam series on the channel bed fixiation were the prevention of the local scouring in the experimental channel and the expansion of flow channel width and deposit space. The results are summarized as follows : 1. When the low-dam series were constructed over the whole channel bed (L'/L=1), the conning water and the sediment were seperated, simultaneously resulting in deposition of sediment and reduction of the tractive force for the running water. Therefore, the F.A. (Fluctuation area in cross-section: value was decreased to about 65% compared with that of non-work (L'/L=0). 2. The efficiencies of the low-dam series on the channel width were increased with an increment in length of working space. After the construction of low-dam series on the whole channel bed (L'/L=1), flow channel width was increased to about 1.53 times compared with that of non-work (L'/L=0). 3. It needs a deposition area to store the sediment with decrease in tractive force. The low-dam series in the experimental channel widened the deposition area about 2.10 times compared with that of non-work.