• 한국해안해양공학회지
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• 제13권2호
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• pp.139-148
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• 2001

파랑에 관계하는 현상에는 월파, 표사이동, 구조물의 진동.동요, 파괴 등 방향성의 영향을 현저하게 받아들이는 것이 많다. 이들은 비선형성이 강하기 때문에 수치계산에 의한 해석이 곤란하므로, 수리모형실험으로 외력인자를 평가, 해석정도를 높일 필요성이 증대하고 있다. 본 연구는 파랑의 다양한 입사각에 따라 사석방파제의 안정성을 논의하였으며, 파괴율은 방향성규칙파에서 $30^{\circ}$, 방향성불규칙파인 경우는 40$^{\circ}$부근에서 입사각 $0^{\circ}$일 때 보다 상대적으로 크게 변동하였다. 즉, 사석방파제의 안정성에 미치는 방향성효과에 따른 것이라고 평가할 수 있다. 이들은 1/10 최대 합성유속의 방향별 빈도분포의 피크가 $20^{\circ}$~$40^{\circ}$에서 발생하는 사실과 부합된다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제5권2호
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• pp.110-115
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• 1998

본 논문에는 매립장의 높은 침출수위를 저감시키기 위한 복토재의 기능을 분석하기 위하여 매립장의 침출수지 분석 프로그램인 HELP를 이용 복토재 및 폐기물의 수리특성인 간극률, 투수계수, 포장용수량, 위조계수, 초기함수비에 대한 침출수위의 민감도를 분석하고 흙복토재의 다짐에의한 밀도-투수계수-포장용수량의 변화, 현장 초기함수비와 포장용수량의 차가 누적 침출수위 형성에 미치는 영향을 시험 및 수치해석을 통하여 분석하였다. 민감도 해석결과 복토재와 폐기물 모두 간극률과 위조계수의 증가는 침출수위를 감소시키며 포장용수량과 투수계수의 증가는 침출수위를 증가시키는 것으로 나타났으며 침출수위에 영향을 크게 미치는 인자는 복토재의 경우 투수계수, 페기물의 경우는 간극률, 포장용수량, 초기함수비인 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제38권2호
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• pp.121-131
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• 2005

본 연구에서는 여러 가지 요인에 의해 발생하는 홍수위의 변화를 분석하기 위해서 홍수추적모형을 이용하였다. 과거 측량된 하상단면자료를 이용하여 모의수행한 결과 합리적인 경계조건 뿐만 아니라 당시의 하상단면에 대한 정확한 측량이 이루어진 경우에 가장 작은 오차를 발생하였다. 지류의 유입규모에 따른 본류부의 수위 상승 효과를 분석한 결과 본류 및 지류의 유량규모가 커질수록 잠수교 및 한강대교에서의 수위변화량이 상당히 작아지는 것을 확인할 수 있었다. 한강하류부 월곶에서 발생하는 조위의 영향에 대한 분석결과 본류 및 지류에서 평상시 유량규모의 경우에는 하류단의 조위의 영향이 상류부로 영향을 미치고 있었으나 계획홍수량의 경우에는 최대만조위가 발생하더라도 운동량의 영향에 의해서 상류부로 영향을 미치지 않고 있었다. 이와 같은 다양한 수리학적 요인에 의한 홍수위 변화량을 분석함으로서 좀 더 체계적이고 실제적인 홍수예경보를 수행할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.231-240
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• 2001

본 연구에서는 포항시 양덕정수장에 tracer test를 이용한 pilot plant를 설치하여 기존 플록형성지에 대한 문제점을 도출하였다. 또한 플록형성지 각단 유출부의 단면을 여러 가지 형태로 변경시키면서 수리학적 평가를 실시하였고, 그 결과 플록형성지의 각단 유출부에 대한 최적 개량단면을 제시하였고, plant에 적용하여 현재 운전중에 있다. 또한 입자의 크기별 개수를 측정할 수 있는 particle counter를 이용하여 플록형성지 개량후의 효율을 평가하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 체류시간에 관계없이 전체적으로 비슷한 흐름과 index 수치를 나타내므로 체류시간을 가능한 짧게 잡는 것이 바람직하다고 판단된다. 또한 양덕정수장의 플록형성지 개선공사후 기존의 플록이 깨어지는 문제가 개선되어 상당히 양호하게 운전되고있으며, tracer test를 이용한 수리학적 특성 실험방법은 플록지형성지 뿐만 아니라 기존 정수장의 단위공정에 대한 성능평가나 시설개선에 사용할 수 있으며, 신설정수정의 설계인자를 구하는데 유용하게 이용할 수 있다.

• 한국측량학회지
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• 제8권2호
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• pp.9-16
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• 1990

본 논문은 해안에 건설된 해안 구조물에 의한 해안선 번형에 관한 연구이다. 해안선 변형을 예측하는 방법에는 경험적인 방법, 수리모형방법 및 수치방법 등이 있다. 이 중에서 수치모형방법이 측지분야에서는 가장 적합하다. 예측 모델은 여러 가지가 있다. 본 연구는 수리학적 인자가 적고, 자연현상을 단순화 시킬 수 있는 해안선 모델을 채택하였다. 본 연구는 우선 이상적인 안벽 경계 조건을 설정하고, 동해안의 동산항에 개략 모델과 엄밀 모델을 적용하였다. 그 결과 해안선 변형 모델은 안벽의 최적 위치를 예측할 수 있었으며, 안벽은 파의 입사각이 20$^\circ$이하인 해안을 보호할 수 있었으며 파고와 쇄파대의 비는 해안선 변형에 영향을 미치지 않았다. 또한 엄밀 모델은 정확하나 장기 변형의 예측이 불가능하였고, 개략법은 그와 반대였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제44권6호
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• pp.487-495
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• 2011

본 연구는 식생호안의 안정성 평가에 중요한 인자인 식생 근모량의 채취와 산정방법을 제시하였다. 또한 근모량에 따른 식생호안의 침식특성을 수리모형실험을 통하여 분석하였다. 수리모형실험에 사용한 식생으로는 국내 최우점종으로 확인된 달뿌리풀과 잔디이다. 유속별 근모량에 따른 침식특성으로 침식깊이와 침식률을 분석하고 그 관계식을 제시하였다. 실험결과 근모량이 증가함에 따라 침식깊이가 현저하게 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 침식률의 산정결과 근모량이 증가함에 따라 침식에 대한 저항능력이 현저하게 증가함을 알 수 있었으며, 달뿌리풀과 잔디 각각의 식생별 및 전체 cases별 관계곡선식을 도출하여 높은 결정계수를 가짐을 확인하였다. 또한 달뿌리풀보다 잔디의 침식저항능력이 더욱 뛰어남을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1104-1108
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• 2010

최근 수자원의 효율적인 배분을 위한 수자원관리의 중요성에 대한 인식과 하천의 환경적 기능에 대한 사회적 요구 증대로 수자원 기초조사에 의해 수집되어진 자료의 활용빈도가 다양한 분야에서 증가하고, 높은 신뢰도와 정확도를 요구하고 있다. 개발된 수위-유량 관계식의 신뢰도 검증은 일반적으로 지점별 수위-유량 관계식과 수위자료에 의해 산정된 유하량을 유역의 면적평균 강우량을 이용하여 산정한 유출률과 비교 분석하는 수문학적 방법에 의해 이루어지고 있는 실정이다. 최근에는 공간적인 비균질성을 고려하여 유출과정에서 운동역학적인 이론을 기반으로 물의 흐름을 수리학적으로 추적해 나가는 물리적 기반의 분포형 유출모형의 활용도가 높아지고 있음에 따라 본 연구에서는 낙동강수계 임하댐유역을 대상으로 물리적 기반의 분포형 모형인 $Vflo^{TM}$을 적용하여 유출량을 산정하고, K-water에서 수자원 환경기초조사 성과로 개발된 임하댐 상류 영양 수위관측소의 수위-유량 관계 곡선식을 이용하여 산정된 유출량과 비교함으로써 수자원기초조사 성과의 신뢰도를 검증하였다. 분포형 유출모형 적용에 필요한 매개변수 추출을 위해 GIS 기법을 이용하여 DEM, 토지피복도, 토양도에서 $Vflo^{TM}$의 입력인자인 경사도, 흐름방향, 조도계수, 수리전도도, 유효공극률, 토양심도를 추출 산정하였으며, 임하댐 유역의 8개 우량관측소 시우량자료를 이용하여 강우의 공간적인 통계 특성을 잘 반영하는 크리깅(Kriging) 기법에 의한 분포형 강우를 생성하였다. 또한, 본 모형을 통해 검증된 초기함수조건 등의 유역의 특성을 이용한 단기유량예측을 통하여 홍수량 예측 및 수문조사 효율성 향상에 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.

• 지질공학
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• 제25권4호
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• pp.623-627
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• 2015

하천 제방 붕괴로 인한 홍수위험지도를 작성하기 위하여 수치모형을 이용한 잠재적 피해 대상 지역 파악이 선행되어야 한다. 하천제방 붕괴로 인하여 빚어지는 홍수위험지도 작성에서도 흔히 수치모형이 이용되며 붕괴 시 첨두 유량은 결정 인자인 하천의 수량과 제방 붕괴 형성 및 진행에 민감하므로 이런 요소를 포함하는 물리적 모형이 필요하다. 제방 붕괴 메커니즘과 수리학적 현상이 모든 붕괴에 같다고 가정하고 하나의 물리적 제방 붕괴 수치 모형을 구축하였다. 이 연구에서는 하도 추적은 언급하지 않았으며, 단지 제방 붕괴지점에서 수문곡선을 추정하는데 초점을 두어 붕괴 지점의 경계조건을 구축하는데 집중하였다. 여기서 제안된 물리적 모형은 제방 붕괴 형성과정에 필요한 역할과 붕괴를 통한 흐름의 수리학적 설명을 담고 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.709-709
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• 2012

보는 하천을 횡단하는 대표적인 수공구조물로써 수위를 유지하여 각종 용수의 취수 기능 및 주운 기능을 가지고 있다. 그러나 보를 설치할 경우 상류부의 유속이 점차 감소하여 유사 퇴적이 일어나며, 흐름 정체에 따른 수질 저하 및 수위 상승의 원인을 제공한다. 이러한 보의 단점을 개선하기 위해 래버린스 보에 대한 다양한 연구가 진행되고 있다. Hay 등(1970) 연구에 따르면 래버린스 보의 월류능력은 동일 수두 조건에서 선형 보보다 높은 특성을 가진다. 또한 Tsang(2000) 연구에 따르면 큰 유량 및 낮은 월류고 조건에서 폭기 효율이 뛰어난 것으로 나타났다. 박호상(2009) 연구에 따르면 경사형 마루 래버린스 보가 일반형 래버린스 보의 수심유지 범위보다 더 크며, 산소전달효율도 더 높은 것으로 나타났다. 그러나 기존 보에서 발생되는 유사퇴적 및 흐름정체 등의 문제는 여전히 존재하였다. 이와 관련하여 본 연구에서는 유사의 연속성을 유지하고 흐름의 정체를 해소하는 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보(현대건설, 2011)를 제안하였다(그림 1, 2 참조). 본 연구에서는 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보의 홍수안정성 및 유사연속성에 대한 효과를 3차원 수치모형(FLOW-3D)을 통해 분석하였다. 수치모의에 사용된 수로 연장은 9.25 m이고 폭은 0.82 m이며, 상류의 수심변화에 따라 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 에너지 감세 효과와 상류의 수심을 유지하는 효과가 나타났다. 또한 이격된 벽체로 흐르는 유속에 의해 래버린스 보 내의 마찰속도가 증가하였다. 이러한 결과, 퇴적방지 구조를 구비한 래버린스 보가 홍수 안정성 및 유사배제에 효과가 있는 기술로써 가능성이 있는 것으로 판단된다. 향후, 수리모형실험을 통한 연구가 수행된다면 수리특성에 관한 기초자료를 통해 설계 인자가 도출될 수 있을 것이며 나아가 기술의 상용화에도 크게 기여할 수 있을 것이다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.168-168
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• 2015

자연하천의 주요한 특징 중 하나인 하천의 사행은 직선수로에서 예측되는 유속분포를 왜곡시키며 매우 복잡한 흐름구조를 형성한다. 이는 하상 경계면에서 발생하는 전단응력 분포의 변화를 야기하는데 하상 경계면에서의 전단응력은 다양한 경험적 관계에 의존하는 유사이동의 한계 소류력 산정 및 오염물질 거동해석의 분산계수 산정에 많은 영향을 미치게 된다. 물리적인 관측을 통한 하상 경계면에서의 전단응력의 관측은 다소 제한적이며 많은 비용을 요구한다. 따라서 하상 경계면에서 발생하는 전단응력의 경우 수심의 20% 이하의 연직 유속분포를 벽법칙에 적용하여 추정하는 방법이 주로 이루어지고 있다. 벽법칙을 이용한 하상 경계면의 전단응력을 계산하는 경우 대수중복층의 유속 분포 $u/u^*=(1/{\kappa})ln(zu^*/{\nu})+B$에서 무차원상수 ${\kappa}$와 B의 적절한 추정이 요구되어 진다. 일반적으로 무차원상수 ${\kappa}$와 B는 수리학적으로 매끄러운 벽면에서 대략 ${\kappa}=0.4$, B=5.5로서 경험적으로 이용되고 있다. 본 연구에서는 직선수로 및 다양한 사행수로의 3차원 흐름장 모의를 수행하여 벽법칙의 대수 중복층을 따르는 주흐름 방향 유속의 연직분포를 비교하였다. 수치모의 소프트웨어로서 Linux 기반의 OpenFOAM이 사용되었으며 모델의 검증을 위해 Chang(1971)에 의해 수행 된 사행수로에서의 유속장 관측 결과와 비교하였고 수치모의 결과가 실험 관측치와 잘 일치하는 것으로 판단되었다. 수치모의에 적용 된 사행수로의 형상은 Hey(1976)에 의해 제안 된 사행하천의 지형학적 인자들 간에 관계를 이용하여 사행도 1.03에서 2.42까지 총 7개의 사행수로 지형을 생성하였다. 사행도의 변화에 따라 만곡부 정점에서 대수중복층 구간의 주흐름 방향 유속의 연직분포를 비교한 결과, 본 연구에서 생성 된 모든 사행수로에서 대수중복층 구간의 무차원 유속 $u^+$와 무차원 거리 $z^+$가 로그 분포를 따르는 것으로 나타났으나 경험적으로 사용되었던 무차원상수 B의 경우 사행도가 증가 할수록 대수적으로 감소하는 경향이 나타났다. 본 연구에서는 이러한 관계가 무차원 상수 B값에 미치는 영향을 반영하여 수리학적으로 매끄러운 벽면에서 적용이 가능한 수정된 대수중복층 식을 제시하고자 한다.