• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.138-146
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• 2013

Tetrapod는 국내외에서 널리 사용되는 경사식 방파제의 대표적인 피복재이다. Tetrapod의 소요중량을 산정하기 위해 많은 연구자들이 다양한 안정식을 제안하였다. 기존 안정식은 수리실험자료를 곡선맞춤하여 산정하기 때문에 많은 불확실성을 포함하고 있다. 대표적인 불확실성은 실험자료의 불확실성, 안정식 산정방법의 불확실성, 그리고 확률변수의 불확실성이다. 본 연구에서는 안정식 산정 방법의 불확실성을 낮추기 위해 M5' model tree를 사용하여 Tetrapod의 안정식을 개발하였다. 개발된 안정식의 예측능력을 평가하기 위해 일치지수를 사용하였으며, 새 안정식은 여러 가지 모델에서 기존 안정식보다 약 0.1 정도 큰 일치지수를 보였다. 또한 기존 안정식은 안정수 3.0 이상에서 예측능력이 현격히 감소하는데 반해 새 안정식은 안정수의 크기에 관계없이 일정한 예측능력을 보였다. 결과적으로 새로 개발된 안정식은 예측능력이 우수할 뿐 아니라 기존 안정식과 유사하게 명시적인 공식으로 표현된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권3B호
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• pp.153-159
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• 2012

본 연구에서는 기존의 침사지 내부 수공구조물(격벽)로 사용되고 있는 둔턱을 대체하여 일반형 사다리꼴 래버린스 위어 (generic labyrinth weir)와 변형된 형태인 경사형 마루 래버린스 위어(inclined crest labyrinth weir)를 제시하였으며, 래버린스 위어 적용시 발생하는 수리학적 흐름특성을 이용하여 침사지에서 침전율을 개선하고자 하였다. 본 연구에서는 전수두비 (headwater ratio) $H_t/P$, 와 확폭비(magnification ratio) L/W, 그리고 총 마루길이 당 유입유량 $q_L$을 침전효율의 주요 분석지표로 제시하였으며, 기존의 침사지 형상과 래버린스 위어를 적용한 래버린스 침사지 형상을 제작하여 실험을 수행하였다. 실험결과 래버린스 위어를 적용한 침사지는 확폭비 변화에 따른 전수두비의 변동이 침전효율(%)에 크게 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 래버린스 위어 반복배열수(N)가 2~4개 일 때 침전효율이 개선되는 것으로 분석되었다. 또한 회기분석을 통해 침전효율이 개선되는 유입조건 및 형상은 총 마루길이 당 유입유량이 $q_L{\geq}3.5cm^2/s$인 조건과 확폭비가 $L/W{\leq}3.5$ 인 경우 로 나타났으며, 이러한 침전효율이 개선되는 구간을 도표상으로 표현 및 분석하였다. 본 연구에서 제시한 분석지표를 통해 오탁수 유입량 및 침사지 소요면적 등 설계조건에 따른 적합한 침전효율을 갖는 구조적으로 최적화된 래버린스 침사지의 기초 설계에 활용될 수 있을 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.69-80
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• 2011

본 연구에서는 한국수자원공사가 건설 및 관리하고 있는 8개 대규모 사력댐을 대상으로 불포화 침투류해석을 실시하고 저수위의 변화, 차수죤의 형상변화와 포화 및 불포화 수리특성의 변화에 대한 사력댐 제체의 침투량을 분석하여, 불포화 영역을 통한 침투량을 고려할 수 있고 높이 50m 이상의 국내 대규모 사력댐에 적용 가능한 사력댐 제체의 침투량 예측식을 제안하였다. 제안된 예측식에 의한 침투량은 불포화 흐름을 고려하지 않는 기존 이론식 (Sakamoto, 1998)에 비하여 전반적으로 큰 값을 나타내었고, 그 차이는 저수위가 낮아지면서 증가하고, 저수위가 높아지면서 감소하였다. 기존 사력댐에서 측정된 실측 침투량을 제안된 예측식에 의한 예측치와 비교한 결과 잘 일치하는 것을 확인할 수 있었다. 제안된 예측식은 차수죤의 상 하류 사면경사가 1V:(0.2 ~0.3)H의 범위인 사력댐에 대한 불포화 침투류해석 결과에 기초하며, 불포화 흐름을 고려하므로 기존 예측식(Sakamoto, 1998, Chapuis와 Aubertin, 2001)에 비해 실제 현상에 가까운 예측결과를 얻을 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제45권2호
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• pp.127-136
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• 2012

하천은 다양한 환경조건에 따라 변화될 수 있는 공간으로 하천복원을 설계하기 위해서는 현재 하도의 안정성 여부를 파악할 수 있는 하도 평가가 필요하다. 하도 평가는 대상하천의 지형 및 수리 수문 등 다양한 정보가 요구되지만 국내여건상 과거자료 미비로 인해 시 공간적으로 변화된 하천의 지형학적 정보를 파악하기에는 많은 어려움이 있다. 본 연구는 만경강의 과거에서 현재까지의 하도지형 변화를 평가하기 위한 방안으로 영상분석기법을 이용하여 구하도 형성, 하도 종 횡단 변화, 하도 내 미지형 변화 등을 분석하였다. 만경강의 경우1920, 30년대 직강화 공사로 하도길이가 약15 km가 줄었으며, 하도가 절단되는 과정에서 6개소의 구하도 구간이 형성되었다. 이후 만경강은 하도경사 조정과 물이용을 위해 지속적인 보의 설치가 증가되었다. 보의 설치는 저수로 폭, 최심선 길이, 식생사주, 모래사주, 전체 사주 및 수역면적 등 변화의 주요원인이 되었다. 만경강 하도는 현재 하류구간에서 안정하도를 유지하는 것으로 판단되나 중류와 상류 구간 하도는 안정하도에 도달하지 못한 것으로 판단된다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제5권4호
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• pp.295-304
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• 2000

수리적인 환경 요인(조석, 바람 등)에 따른 하계 서남극 킹조지섬 마리안 소만의 수층 특성과 부유물질 분산을 이해하기 위해 내만에 유빙이 점유했던 시기에 30분 간격으로 CTDT연속 관측을 수행하였고 공간적인 표층 해수의 특성(수온과 염분)과 부유물질농도가 측정되었다. 소만 중앙의 수층은 탁도의 관점에서 크게 1)저온 ${\cdot}$ 저염 ${\cdot}$ 고탁도의 표층 플름과 2)고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 저탁도의 맥스웰 만 유입수로 나누어진다. 소만 안쪽의 빙벽 앞과는 달리 빙하기저부 유출에 의한 담수성 수층이 나타나지 않았다. 고온의 맥스웰 만 표층수와 조수빙하/유빙의 열적 융빙은 표층 혼합층을 발달시키며 특히 소만 내 유빙의 점유와 거동으로 인해 맥스웰 만 유입수의 수층 특성이 불안정해진다. 이러한 수층의 불안정으로 인해 조석주기에 따른 맥스웰 만 유입수와 표층 플름의 거동은 나타나지 않았다. 소만 북부 연안에 나타나는 표층 플름에 비해 고온 ${\cdot}$ 고염 ${\cdot}$ 고탁도 표층 플름은 강한 북서풍 계열의 바람으로 위버 반도 서부 연안을 따라 중앙 분지로 유입되는 연안류이다. 표층 플름의 육성기원 쇄설물은 주로 급경사 연안의 빙벽 가장자리와 일부 해안가의 융설수류로부터 유입되며 조석과 바람에 의해 분산되고 조절된다. 특히 대조차 시기의 북서풍은 고탁도의 표층 플름을 내만에 체류시키며 소만 분지에 육성기원 쇄설성입자의 퇴적을 증가시킨다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제7권1호
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• pp.35-41
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• 2004

연곡천은 비교적 인위적인 오염원이 적은 오대산 국립공원에서 발원하여 동해로 유출되는 하천으로 평상시에는 거의 I, II등급 수질을 유지하며, 평균 유량은 352,100 ㎥/d정도이다. 그러나 2002년 8월 31일 태풍 루사의 영향으로 물길뿐 아니라 각 조사 정점의 하폭도 크게 변형되었으며, 생태계도 심각한 손상을 입게 되었다. 또한 수해 복구 공사로 인하여 무너진 교량과 축을 새로 정비하고 건설하는 과정에 수리적 특성이 또 다시 변형되었으며, 생태계의 2차적인 손상이 초래되었다. 수해 이후 부착 규조류의 종다양성은 17%정도 감소하였으며, 수생동물의 종다양성은 44% 정도 감소하였다. 그러나 2003년 3원 이후 수해복구 공사가 집중적으로 진행되는 과정에서 하상이 파헤쳐지고 토사가 유출되어 부착 규조류의 경우 수해 전보다 약 32%정도 감소하였으며 수생동물은 거의 소멸되었다. 특히 어류의 경우 상류에 서식하는 버들개와 같은 일부 종을 제외하고는 대부분 전멸되었다. 연곡천은 비교적 인위적인 오염원이 적고 하천의 길이가 짧으며, 경사가 크고 상류에서 하류까지 물의 체류시간이 짧기 때문에 복구 공사와 같은 일시적인 수질 악화 헌상은 빡리 회복될 수 있으나 손상된 생태계가 안정적인 생태계로 회복되는데는 상당히 오랜 시간이 걸릴 것이다. 또한 태풍 루사와 같이 일시적인 집중 강우는 하천 생태계뿐 만 아니라 인근 연안 생태계에도 치명적인 피해를 초래했다. 하천을 통하여 배출된 토사는 태풍 루사 이후 1년 6개원이 경과한 시점에서도 연안환경에서 잔류ㆍ표류하고 있으며, 특히, 정착성 저서생물들(해조류, 쌍각패류 등)의 피해가 현저하게 나타나 인근 연안 어업 생산량의 급격한 감소를 초래하게 되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제41권8호
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• pp.761-772
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• 2008

본 연구의 목적은 수공학 분야에서 수치해석이 난해한 문제를 해결하기 위한 모형을 개발하고, 해석해가 존재하는 다양한 수치실험, 즉 하상과 하폭이 함께 변하는 점변부정류 조건에서의 검증, 하상경사가 변화하는 세가지 정상상태 조건의 문제, 그리고 해석해가 있는 마찰하상에 적용함으로써 개발된 모형의 적용성을 검증하기 위한 것이다. 모형의 지배방정식은 보존 법칙을 만족하는 Saint-Venant 적분형 방정식이며, Riemann 해법에 의한 유한체적법이 사용되었다. 질량 및 운동량의 흐름율 계산에 HLL Riemann 근사해법이 사용되었고, 시간-공간에서 2차정확도를 위하여 MUSCL-Hancock 기법이 사용되었다. 본 연구에서는 비선형의 흐름율과 생성항과의 균형을 위하여, 중력과 흐름방향 하폭의 변화로 인한 정수압력에 의한 생성항을 차분하는 새롭고 간편한 기법을 소개하였다. 수치실험 모의결과는 개발된 모형이 생성항을 포함한 다양한 흐름조건에서 정확하고, 견고하며, 매우 안정적임을 보여주고, 또한 수공학 분야에서 일차원 적용에 적합한 모형임을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제23권6호
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• pp.482-488
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• 2011

호안은 파랑의 직접적인 영향을 차단하여 배후지역의 이용성을 극대화하기 위해 전빈의 배후면에 건설되는 해안시설물로서 대상지역의 설계파와 조석 조건 하에서 월파가 심각하지 않은 해안에 건설된다. 따라서, 호안의 위치는 주변 환경을 고려하여 가능한 한 높은 위치로 결정하는 것이 일반적이며, 호안의 천단고는 단위시간당 월파량을 허용 가능한 범위 이내로 제어할 수 있도록 계획한다. 그러나 호안 전면의 백사장은 입사 파랑에 의해 계속 변형되고 결국에는 원래 설계 초기의 경사를 유지할 수 없게 되는 경우가 많다. 이러한 호안 전면 지형의 침식과 퇴적에 의해 원래 설계시 고려되었던 천단고와 월파량은 변하게 되며 호안의 설치 깊이가 감소하여 호안의 안정성을 위협하게 된다. 본 연구에서는 2차원 수리모형 실험과 수정 SBEACH모형을 이용한 수치모델링을 통하여, 처오름 지역에 있어서의 호안 전면부의 국부적인 세굴과 호안의 설치깊이의 관계를 검토하였다. 본 연구를 통하여, 수정한 SBEACH에 호안의 위치에 대한 경계조건을 적절히 적용함으로써, 침식형 파랑 입사시 호안 기초에서의 국부세굴 산정이 가능함을 확인 할 수 있었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제40권6호
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• pp.469-483
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• 2007

질산성질소와 염소이온은 지하수에서 흔히 나타나는 항목으로서 농약의 사용이나 도시화 등에 의하여 주로 발생한다. 일반적으로 동일 지점의 지하수 수질 자료는 관측망의 경우를 제외하고는 샘플의 수가 제한적이기 때문에 시계열 자료를 활용한 추세 평가에 한계가 있다. 본 연구에서는 제주도 수계의 분포 특성, 저지대의 낮은 지형 경사, 수리적 특성 및 다공질 지질 특성 등을 고려하여 $500m{\times}500m$ 간격의 격자를 작성하고 격자내에 포함된 수질검사 자료를 모두 취합하여 시계열 데이터를 형성한 후 Sen의 방법을 활용한 수질 추세분석을 실시하였다. 염소이온 농도의 경우에는 추세평가 대상 격자의 10.6%, 질산성질소의 경우에는 22.4%가 1990년대 상반기에서 2000년대 초까지 상향 추세를 보이는 것으로 나타났다. 특히 질산성 질소의 상향 추세는 서부 및 남부의 하부 중산간 지역에 뚜렷하게 나타났다. 이와 간은 원인은 1990년대 이후의 중산간 인근 지역의 개발에 따른 도시화 등에 의하여 나타난 것으로 추정되었다. 본 연구 결과, 제주도 지역의 지하수 관리 정책은 중산간 지역의 수질 변화와 토지이용 변화 등을 충분히 고려하여 추진되어야 함을 알 수 있었다.

• 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.