• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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• pp.467-467
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• 2016

암거는 일반적으로 용수나 배수용의 수로가 도로, 철도, 제방 등의 아래에 매설 된 수로를 지칭한다. 이러한 암거는 산업발전으로 사회기반시설의 신설 및 확충, 재정비 등으로 많이 활용되고 있다. 최근 들어 기후로 인한 재해가 급증하면서 이러한 시설물에 대한 안정성 및 관리에 대한 관심이 높아지고 있는 것이 현실이다. 특히 소하천은 집수면적 및 유로연장이 짧고 하상경사가 급하기 때문에 홍수에 취약하다. 즉, 빨라진 유속으로 인해 구조물 주변의 세굴에 의한 유실, 토사유출로 인한 하상퇴적, 부유물로 인한 차단으로 인해 통수에 지장을 받아 피해가 발생하게 된다. 이러한 암거시설물 피해는 2차 피해로 이어질 수 있으며 사회기반시설 파괴로 도시기능이 마비되고 인근 주변지역에 침수로 인한 재산 및 인명피해까지 발생시킬 수 있는 피해 잠재능력을 보유하고 있다. 그러나 피해에 대한 예방대책은 유지관리를 통해 지속적으로 관리하는 것이 대부분의 지침 등에 소개된 내용들이다. 본 연구에서는 암거를 대상으로 암거의 폐색으로 인해 암거주변에서 변화되는 흐름특성을 축소모형을 통해 검토하고자 하였다. 암거 축소모형실험은 1.5m 폭을 갖는 직선수로에서 수행하였으며, 암거모형은 도로암거표준도(2008)를 참조하여 $3m{\times}3m$ 수로암거를 대상으로 1/10 축소모형을 제작하였다. 암거유입부 퇴적으로 인한 암거의 차단률(차단면적/암거단면적)은 차단이 발생하지 않는 0% 조건에서부터 10%, 20%, 30%, 40%, 50% 조건에 대해 실험을 수행하였다. 실험결과 차단에 따른 암거 상류단의 수위는 차단이 없는 암거의 경우에 비해 차단율이 높아질수록 암거유입부 수위는 20.4% ~ 82.7% 상승하는 것으로 나타났다. 암거의 차단률이 40% 이상일 경우 높아진 수위로 인해 암거통로의 윗상면부까지 다다르고 있으며 50%일 경우 암거를 통과하는 흐름이 자유수면흐름이 아닌 오리피스 흐름이 발생하는 것으로 나타났다. 암거유입부 차단으로 인한 암거주변의 최대유속은 암거 직하류부에서 주로 발생하여 암거 유출부에서의 최대유속은 차단율이 증가할수록 선형적으로 증가하는 것으로 나타났으며 암거 유출부에서의 유속은 차단전의 조건(0%) 대비 4.2% ~ 35.5% 까지 상승하는 것으로 나타났다. 이와 같은 결과를 토대로 고려하였을 때 대부분 산지부에서 설치되는 암거의 경우 유속이 불가피하게 증가하게 됨으로 유속에 따른 유속조절방안(차단 및 우회시설) 및 세굴대책을 세워야 할 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.316-316
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• 2020

1970년대 이후 급속한 경제성장과 함께 도시화와 산업구조의 변화로 인간 활동과 밀접한 관계를 맺고 있는 수환경은 크게 훼손되어 왔다. 특히 인간 활동으로 인한 대량 생산과 소비는 하천의 자정작용을 초과하는 오염물질을 배출하고 오염된 하천은 본래 기능을 상실하였으며 각종 생활 오·폐수의 배수구로서의 역할이 부여되어 대부분 복개되기에 이르렀다. 이처럼 현재 우리나라의 하천은 고유의 기능인 용수원으로의 기능과 도시민의 휴식 및 친수공간으로서의 기능을 상실하였으며 중소하천의 건천화에 따른 하천 유지유량의 부족은 하천을 중심으로한 각종 용수의 부족, 수질 오염의 증가, 수변환경 친수기능 상실 등의 문제를 초래하고 있다. 중소하천의 건천화현상은 2000년대 이후 계속 증가, 진행되어 소하천뿐만 아니라 지방하천도 이미 메마르고 있는 상태이며 이로 인한 2차적 비용증가 등 경제적인 측면의 손실도 매년 심해지고 있어 건천화에 대한 원인 규명과 방지책에 대한 연구가 시급한 실정이다. 특히 새만금유역은 농업용수 사용이 많은 유역의 특성상 하천의 건천화 문제가 지적되었으나, 대부분 새만금유역의 용수이용체계 등에 연구가 추진되어 주로 농업용수 이용실태와 수질측정을 위주로 하고 있으며, 건천화의 실태와 원인, 그리고 건천화로 인한 물환경의 영향 등에 대해 조사된 바가 없다. 따라서 본 연구는 만경강유역 하천에 대하여 대조하천, 도시하천, 준도시하천, 농업하천으로 대표지점을 선정하여 현장조사와 유역모델링을 통해 건천화의 원인별 기여율을 파악하였고, 만경강유역의 건천화 규모를 추정하였다. 건천화 원인을 평가하기 위해 유역 내 인위적인 물이용이 없는 상태인 기준유량(자연유량)을 산정하였고, 댐 및 방류량의 영향, 하수처리수 유입에 의한 영향, 수자원이용에 의한 영향, 수리구조물(수자원이용)에 의한 영향의 조건을 고려하였으며 건천화 평가지수를 활용하여 대상하천 소유역의 건천화 현황을 파악하였다. 또한 분석된 결과를 토대로 만경강유역의 토지이용도를 고려하여 만경강유역의 건천화 규모를 추정하였다. 분석결과, 수리구조물(수자원이용)에 의한 영향이 25.5%, 수자원이용에 의한 영향이 13.9%, 방류량에 의한 영향이 12.3%, 하수처리수 유입에 의한 영향이 6.54%로 나타났으며, 수리구조물(수자원 이용)에 의한 영향이 가장 크게 평가되었고, 하수처리수 유입에 의한 영향이 가장 작은 것으로 평가되었다. 이러한 연구결과는 향후 하천의 건천화현상에 대한 원인을 규명하고 방지하기 위한 대책 수립에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제39권6호
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• pp.691-702
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• 2019

홍수범람지도는 홍수에 대비하여 도시계획이나 댐 수위 조절 운영, 제방 등의 설계에 주요 지표로 사용되며 거주지역에 대한 홍수 발생 여부를 예보하거나 홍수 발생 시 신속하고 안전하게 대피하도록 하는 홍수 예·경보시스템 구축 등에도 중요한 역할을 한다. 국가하천과 같이 중요도 혹은 홍수 취약성이 높은 하천주변 지역의 경우, 고정밀도 LiDAR 기반 DEM 기반 정확도가 높은 홍수지도 작성에 2차원 혹은 3차원의 전문화된 범람지도 가시화 수치모형이 비용과 상관없이 활용될 수 있으나 지방하천 및 소하천은 예산상 한계 및 적합한 기술부족으로 여전히 시간소모적인 수작업이나 부정확하거나 비효율적인 기존 홍수지도작성 기법을 감수해왔다. 본 연구에서는, 실무에서 하천기본계획 수립 시 활용되는 HEC-RAS 기반 1차원 홍수위 모형 결과와 DEM을 기반으로 홍수지도작성의 복잡한 단계를 자동화시키고, 오픈소스인 QGIS와 연계할 수 있어 고비용의 ArcGIS에 기반하지 않는 OpenGIS 기반 홍수범람지도 생성 자동화 소프트웨어(Open Flood Mapper, OFM)를 개발하였다. OFM은 지난 2007년도 태풍 나리 내습 시 범람피해를 입은 제주도 한천 하류 침수흔적도, 첨두홍수위에 기반한 HEC-GeoRAS 및 수작업을 통해 제작한 홍수 범람지도와 비교하여 검증하였고, 빈도별 홍수범람지도를 추적하여 극한 홍수사상에서 범람의 특성을 시범적으로 구현하고 분석하였다.

• 환경영향평가
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• 제26권3호
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• pp.181-194
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• 2017

현재 우리나라에 설치된 어도의 90% 이상이 콘크리트 인공 어도로 되어있으나, 최근 자연적인 재료를 이용하여 소하천의 형태로 설치하는 자연형 어도가 많이 설치되고 있다. 이에 따라 국내 정부산하 공기업과 대학에서는 자연형 어도에 대한 설계 기준에 등록할 목적으로 '자연형 어도 표준모형 형식(안)'을 제안하였다. 본 연구에서는 기존에 제안된 형식안을 검토해보고 보완, 개선되어야 할 사항을 제시해보았다. 연구 결과, 지금까지 국내에서 어도 설계와 관련하여 진행되었던 연구가 매우 부족해 적절한 기준을 마련하는데 한계가 있었던 것으로 판단된다. 특히 우회수로형 자연형 어도에서의 구조 유지 방안이나 내부 돌 설치 방법, 또는 자연 재료에 대한 연구가 부족한 것으로 판단되었는데, 이는 해외에서 진행되었던 연구사례에 비춰볼 때 국내에서도 국내 상황에 맞는 설계 연구가 보다 적극적으로 진행되어야 할 것으로 보인다. 또한 경사도와 폭에 대한 설계기준 역시 주로 이미 설치되어 있는 국내의 자연형 어도들을 근거로 제시되고 있는데, 이는 어종 특성은 물론 어도에 대한 수리학적, 생물학적 연구를 바탕으로 각 지역 조건에 맞는 설계기준이 새롭게 마련되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권2호
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• pp.126-133
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• 2014

유체의 흐름에 의해 교량의 교각 및 교대 주변의 하상재료가 유실되는 현상을 말하는 교량 세굴은 교량 파괴의 주요원인이다. 그리고 홍수시 교량의 수위는 교량자체 안전뿐만 아니라 교량을 이용하는 사용자의 안전을 위해도 반드시 확인해야 한다. 따라서 교량의 안전관리를 위해 세굴과 수위계측은 필수적이라 할 수 있다. 본 연구는 기존의 세굴계측의 한계를 극복할 수 있는 새로운 교량세굴 측정방법을 개발하고 현장 검증을 통해 개발 기술의 우수성과 타당성을 확인하였다. 새롭게 개발된 세굴 및 수위 측정방법은 교각에 수직으로 계측장치를 설치하고 일정간격으로 설치된 온도 센서의 온도를 측정하여 수면 위치와 수중 지면의 위치를 추정하는 방법으로 대기온도와 수온, 수온과 수중 지온의 차이를 분석하여 수면 및 수중 지면의 위치를 추정하는 방법이다. 개발 기술은 절대적인 온도 차이뿐만 아니라 대기와 수중 그리고 지중의 일변화량이 서로 다르다는 점을 이용하여 수면의 위치와 수중 지면 위치를 보다 정확하게 추정할 수 있다. 개발 기술의 검증을 위해 소하천 및 실험실, 그리고 교량 교각에서 개발기술을 시범 적용하고, 매질별 온도분포 특성, 시간에 따른 온도변화 추이 등을 분석하여 개발기술이 효과적으로 교량 세굴과 수위를 계측할 수 있는 방법임을 확인하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.83-95
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• 2006

본 연구는 강우시 소하천 수로구간에서 유사농도의 연직분포를 유사량 측정기 (ASM-IV)로 실측하여 그 특성을 분석하고자 한다. 이를 위해 충남 연기군 서면에 위치한 월하천 시점부분의 수로구간을 연구대상으로 선정하였다. 실측된 부유사농도의 분석자료는 상하류구간에서 각각 1시간 11분 30초 및 40분 32초 동안에 2초 간격으로 측정된 2,145개 및 1,216개중 16개씩의 시간구간 자료가 사용되었다. 분석한 결과, 상류구간의 실측치 Rouse 수는 $0.00129{\sim}0.02394$로 분포하고, 평균값은 0.01129로 나타났으며, 하류구간에서는 $0.00118{\sim}0.00822$, 평균값은 0.00436으로 하류의 값이 상류의 값보다는 훨씬 작게 분포하는 것으로 나타났다. 계산치 Rouse 수는 상류구간의 경우 $0.065115{\sim}0.065295$, 평균값은 0.06521로 나타났고, 하류구간의 경우에는 $0.057315{\sim}0.059109$, 평균값은 0.05795로 하류구간이 상류구간보다 약간 작은 값을 갖으나, 실측치 비교에서의 차이보다는 적게 나타났다. 그러나 실측치와 계산치의 비교에서는 상류구간보다 하류구간에서 더 큰 차이를 갖는 것으로 나타났는데, 이 오차는 하류구간의 침강속도 산정시 높은 수온에 대한 동점성계수 값을 본 연구에서 유도한 경험식으로 계산한 것도 원인중의 하나에 포함될 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제49권10호
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• pp.887-901
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• 2016

점착성 유사는 작은 1차 입자가 단독으로 거동하는 것이 아니라 크기와 밀도를 변화시키는 응집현상을 통해 서로 뭉쳐진 플럭의 형태로 이동하게 된다. 유사의 거동에 매우 중요한 영향을 주는 침강속도는 유사의 크기와 밀도에 의해 결정되므로 응집현상이 점착성 유사에 주는 영향은 매우 크다고 할 수 있다. 플럭의 밀도는 직접 측정이 어려우므로 프랙탈 이론을 적용하여 추정하는 것이 현재까지 일반적인 모형화의 과정이다. 하지만 프랙탈 이론은 플럭이 자기유사성을 가진다는 가정 하에 적용되는 것이므로 이에 대한 검토가 필요하다. 본 연구는 우리나라 하천 중 점착성 유사가 우세할 것으로 예상되는 금강 및 영산강 유역에서 시료를 채취하고 상업용 카메라를 이용한 침강실험을 통해 프랙탈 이론의 적용 가능성, 플럭의 특성 등을 검토하는 목적으로 수행되었다. 연구의 결과, 금강 유역의 점착성 유사는 프랙탈 이론의 적용이 가능할 것으로 판단되지만 영산강 유역의 유사에서는 크기와 프랙탈 차원의 명확한 상관성을 확인하기 어려웠다. 영산강 유역의 유사는 유기물이 높은 함량으로 포함되어있다. 따라서 1차 입자 하나하나가 응집되며 자기유사성을 가진다는 프랙탈 이론의 기본 가정과는 거리가 있는 것으로 생각된다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제20권2호
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• pp.91-102
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• 2004

본 연구는 지형학적 순간단위유량도 작성을 위한 EOC 영상의 적용가능성에 대한 연구이다. EOC 영상으로부터 생성된 소유역에 대한 수치표고모형을 생성하여 유역밀도와 도수분포를 해석한 후 지형학적 순간단위유량도에 미치는 영향을 분석하여 EOC 영상의 지형수문학적 적용가능성을 검토하였다. 원격탐사기법을 이용한 유역특성 분석은 다른 방식에 비해 연구과정이 상당히 복잡하고 많은 시간이 걸리기 때문에 지형학적 수문해석의 기본 자료인 EOC 스테레오 영상으로 수치표고모형을 생성시켰다. 그리고 영상자료와 수치지도로부터 소하천 유역의 격자간격을 10m에서 100m까지 10m 간격으로 나눈 뒤 격자별로 하천에 대한 기본적인 분석을 실시한 후, 도수함수를 이용한 유역 면적와 하천길이의 통계분석을 실시하였다. 통계분석 후 지형학적 분기율, 면적비, 길이비에 대한 격자별 비교 분석 후 지형학적 순간단위유량도에 의한 첨두유량, 첨두도달시간을 비교 검토 하였다. 지형학적 순간단위도의 첨두유량과 도달시간은 유역인자 뿐만 아니라 격자 크기에 따라 비선형적으로 변화하는데 격자크기는 첨두도달시간과 유량의 중요한 지형수문학적 인자 중의 하나임을 알 수가 있으며, 유출해석을 위한 EOC영상의 활용이 가능할 것이다.

• 한국지형학회지
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• 제17권3호
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• pp.59-75
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• 2010

이 연구에서는 우산국 정벌의 동해 출항지를 검토하기 위해 조선시대 진·포구를 대상으로 자연환경 입지 평가를 실시하였다. 연구결과, 연구지역에는 조선시대 수군진과 진·포구가 총 55개소였으며, 그중 연곡포, 안인포, 삼척포, 수산포, 월송포 등에는 수군진이 위치하였다. 6세기경의 해수면 복원 결과에서는 현재의 해수면보다 당시 약 1m 정도 높았던 것으로 분석되었다. 진포구의 입지유형 분류에서는 자연환경 분석을 통해 3가지 유형으로 분류되었다. 입지유형I은 중·소하천의 만입지에 위치하고, 그 전면에 사취가 발달하여 피항 및 방어에 가장 적합한 입지조건을 가진 진·포구로 총 21개소이다. 입지유형 II는 외해에 직접 접하고 있는 진·포구들로 총 22개소이며, 입지유형 III은 만입지를 중심으로 형성된 진·포구들로 총 12개소이다. 입지유형 I을 대상으로 한 최단거리분석에서는 총 9개소, 배후지 경사분석 결과에서는 15개소, 배후지 면적분석에서는 총 13개소, 가시권 분석에서는 13개소, 해류분석에서는 총 11개소의 진·포구가 출항지 입지요인을 만족하고 있는 것으로 나타났다. 최종평가 결과, I등급 지역은 오분진과 망양진 등 총 2개 진·포구였다. 그중 오분진이 피항 및 방어에 가장 유리한 입지 특성을 가졌으며, 수심이 깊고 만입지가 넓어 대규모 선단의 정박에 유리하였다. 따라서 오분진 지역은 우산국을 정벌하기 위해 이사부가 출항했을 가능성이 가장 높은 출항지로 검토되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2020년도 학술발표회
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• pp.246-246
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• 2020

최근 우리나라에서 농업용수의 다원적 기능에 대한 공감대가 형성되고 작물생육에 필요한 관개용수로만 인식되던 농업용수의 개념이 농촌생활환경개선을 포함하는 다양한 지역용수로의 포괄적 개념으로 전환되고 있다. 농업용수는 식량생산 이외의 효용을 위한 다원적 기능을 가지며 농촌지역의 각종 생산활동과 생활조건의 유지개선을 위한 농업용수의 다원적 기능에 관한 관심이 증가하는 추세이다. 농업용수에서 발생하는 회귀수는 유역의 용수공급계획, 하천 유황의 예측, 관개용수 사용량 결정, 하천 건전화 방지, 수생생태계 보호 및 생물 다양성 확보 등 농업용수의 효율적 사용 및 환경생태유지를 위해 매우 중요한 역할을 하고 있다. 농업용수 회귀수량은 농업용수 중 하천으로 회귀하는 수량을 의미한다. 본류의 생태 유량 확보에 농업용수 회귀 수량이 기여하고 있으며 본류 하천의 환경 보전 기능을 하고 있다. 또한, 수생태계 보호 및 생물 다양성 확보 등 환경 생태 유지에 매우 중요한 역할을 하고 있다. 하지만 농업용수 회귀수량이 하천 수생태에 미치는 영향 분석 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구의 목적은 대사 저수지 유역을 대상으로 농업용수 회귀 수량이 하류 하천 수생태에 미치는 영향을 정량적으로 평가하고자 한다. 본 연구에서는 회귀 수량은 관개용수량, 배수량, 침투량, 담수심 등 물수지 항목을 논물수지 모형에 적용하여 산정하였으며, 하류 하천의 생태유량 산정을 위해 대사저수지 하류에 위치한 생물측정망 자료를 통해 대표 어종을 선정하였다. PHABSIM 모형을 이용해 모의 대상 지역 특성 자료 및 인근 소하천 생물측정망 자료를 바탕으로 HSI 기반 대표 어종 서식처 환경에서 최적 생태유량을 산정하였다. 이를 통해 추정된 농업용수 회귀 수량에 따른 필요 유량이 어류 서식환경에 미치는 영향을 평가하였다. 본 연구 결과 대사저수지 하류 하천에서 농업용수 회귀수량이 차지하고 있는 기여도 큰 것으로 분석되었으며, 최적 생태유량과 비교한 결과 농업용수 회귀수량이 수생태(어류)에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다. 따라서 농업용수 회귀수량은 하류 하천의 하천유지수량뿐만 아니라 하천 환경생태유지에도 매우 중요한 역할을 하고 있음을 알 수 있다.