• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2006.05a
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• pp.1318-1322
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• 2006

보는 낙차공과 함께 하천에서 자주 시공되는 하천 구조물로 매년 태풍이나 홍수로 큰 피해를 나타내는 대표적인 시설물 중 하나이다. 구미의 경우에는 보 하류부에 정수지(stilling basin)등을 설치하여 에너지를 적절히 소산시켜 하류로 흘려보내는 공법을 사용하고 있으나 우리나라와 기후조건이 유사한 일본에서는 보하류부에 물받이 및 하상보호공을 설치하는 방법으로 보 설계를 하고 있어 하상보호공에 대한 설계개념에 차이가 있다. 현재 국내의 보 설계는 Bligh공식에 따라 물받이 및 하상보호공을 결정하였으나 지반의 침투영향을 고려하여 도출된 공식이므로 수리적 특성를 고려하지 못하는 한계성을 가지고 있다. 따라서 보에서 수리특성을 고려한 물받이 및 하상보호공 설계를 위한 수리실험을 통해 설계지침을 보완할 필요가 있다. 본 연구에서는 수리조건에 따른 하상보호공 길이를 제안하는데 목적이 있으며 이를 위해 난류유속강도를 주요영향 요소로 선정하여 도수 및 도수 후 구간에 대해 난류강도 변화를 분석하였다.

• Journal of Environmental Health Sciences
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• v.31 no.4 s.85
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• pp.322-326
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• 2005

연속반응조에서의 수소생산에 대한 수리학적체류시간(희석율, D)의 영향을 $1\%$ sucrose를 함유한 $37{\pm}1^{\circ}C$ 조건에서 조사하였다. 실험결과 수리학적체류시간(희석율)의 각각의 조건에 따라 생성된 가스중 수소성분은 $50~71\%$의 범위로 발생되었다. $H_2/CO_2$ 비율은 희석율이 증가할 때 $H_2/CO_2$ 비율도 증가하였다. 최대수소생성 수율은 희석율 0.14 l/h까지는 증가하다가 이후에는 감소하였고, 수소생성 수율은 0.81 l/g sucrose이었다. Acetate 생성 수율은 butyrate생성 수율 보다 희석율 조건변화에 민감하게 변화하였다. propionate 및 solvents는 희석율 변화에 영향을 받지 않았다 biomass 수율은 희석율이 0.2 l/h 까지는 증가하였으나, 그 이상의 조건에서는 감소하였다.

• Tunnel and Underground Space
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• v.15 no.2 s.55
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• pp.145-156
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• 2005

MODFLOW, 3-D finite difference code, is widely used to model groundwater flow and has been used to assess the effect of excavations on the groundwater system due to construction of subways and mountain tunnels. The results of numerical analysis depend on boundary conditions, initial conditions, conceptual models and hydrogeological properties. Therefore, its accuracy can only be enhanced using more realistic and field oriented input parameters. In this study, SA(simulated annealing) was used to integrate hydraulic conductivities from a few of injection tests with geophysical reference images. The realizations of hydraulic conductivity random field are obtained and then groundwater flows in each geostatistically equivalent media are analyzed with a numerical simulation. This approach can give probabilistic results of groundwater flow modeling considering the uncertainty of hydrogeological medium. In other words, this approach makes it possible to quantify the propagation of uncertainty of hydraulic conductivities into groundwater flow.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2010.05a
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• pp.719-723
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• 2010

일반적으로 유량측정방법 중에서 파샬플룸은 유속이 매우 느리거나 토사유입이 많은 지점에서 위어에 비해 상대적으로 유리한 유량 계측기이다. 국제표준화기구(ISO : International Organization for Standardization)에서 파샬플룸의 규모별 규격화된 경험식을 제안하고 있으나 수리모형실험이나 수치모의를 통한 체계적인 연구는 다소 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 ISO 규격 파샬플룸에 대하여 경험식과 수치모의를 비교하여 파샬플룸에 대한 수치모의의 적정성을 검토하였고 ISO 규격을 따르지 않는 임의규격의 파샬플룸에 대하여 동일 조건의 수리모형실험 및 수치모의 결과로 비교 검토하였다. 수리모형실험에서는 다양한 유량 유입조건 및 수심조건에 따른 파샬 플룸 내 상 하류 수심을 측정하였으며, 수치모의를 통해 측정된 값과 비교한 결과 오차는 평균 4% 내외로 나타났다. 수치모의결과를 이용하여 유량산정공식을 도출한 후, 실험값과 비교하였다. 그 결과 오차는 최대 2.3%로 나타났으며 이에 따라 파샬플룸의 규모를 결정하기 위한 수치모의는 타당한 것으로 판단된다. 파샬플룸의 규모결정시 실제 지형과 유입부 형상 등을 고려한 수치모의를 수행하고 본 연구에서 배제했던 잠수월류에 대해서도 추후 연구를 수행한다면 1차원적인 경험식이나 측정시 오차가 발생하기 쉽고 수행 과정이 까다로운 수리모형실험을 보완할 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.356-360
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• 2015

기존의 하천관리는 이 치수에 중점을 두었다면 최근에는 환경의 중요성을 인식하고 하천복원사업을 통해 주변환경을 개선하여 자연과 공존하는 방향으로 바뀌고 있다. 하천에 분포하는 다양한 종류의 식생은 지형변화, 유속 및 수위 변화 등 직 간접적으로 하천에 영향을 미치고 있다. 따라서 효과적인 하천관리를 위해서는 하천흐름에 대한 식생의 영향을 이해하고 분석하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 다차원 수리 수질 통합분석이 가능한 EFDC모형을 이용하여 홍수터 식생에 의한 하천의 수리특성 변화를 모의하였다. 금강수계 공주보~백제보 구간에 대한 수치지도 및 수심측량 정보를 바탕으로 작성된 3차원 정밀지형도와 30~50 m 간격의 직교곡선격자망을 이용하여 지형을 구축하고, 홍수터 식생에 의한 흐름저항을 반영하기 위한 현장조사를 통해 작성된 식생분포지도를 토대로 교목류(Tree), 관목류(Shrub), 초본류(Herb), 수체(Water) 4가지로 구분하여 분포밀도, 흉고직경, 교목의 높이를 모형에 적용하였다. 2일 간의 보 운영조건에 따라 상류의 공주보 방류량과 하류의 백제보 수위를 경계조건으로 분석을 실시하고, 동일기간 61개 관측지점 중에서 상 중 하류 4개의 임의지점에 대하여 유속측정결과와 모의결과의 비교를 통해 모형을 검증하였다. 홍수터가 완전히 잠겨 식생의 영향을 크게 받는 고유량 조건에 대하여 식생의 적용 여부에 따른 수리특성 변화를 살펴본 결과 홍수터의 경우 일부구간에서 유속이 감소하였으나 인근 주수로의 유속은 증가하는 것으로 나타났다. 하천수위의 변화는 미미한 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2022.05a
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• pp.181-181
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• 2022

상수도 관망은 비정상상황에서도 안전한 물을 안정적으로 공급하는 것을 목표로 한다. 따라서 상수도 관망의 최적 설계는 수리학적 제약조건 (i.e., 절점의 압력, 관의 유속)을 만족하는 설계안을 제시한다. 하지만 점차 커지는 도시 규모에 따라 수질적으로 안전한 물을 공급하지 못하는 문제가 발생하고 있다. 또한, 상수도시스템의 형식 (i.e., 수지상식, 혼합식, 순환식)에 따라 용수의 체류 시간, 절점의 압력 등이 상이하다. 따라서, 본 연구에서는 도시 규모 및 형식과 잔류염소 농도를 고려한 상수도시스템 최적 설계를 진행하였다. 절점의 개수에 따라 도시의 규모를 분류하였으며, BI(BI; Branch Index) 지수를 통해 상수도시스템의 형식을 분류하였다. 또한, 수리학적 제약조건(i.e., 절점의 압력)과 수질적 제약조건 (i.e., 잔류염소 농도)을 설정하여 수리-수질을 동시에 만족하는 최적 설계안을 도출하였다. 비상시에도 물을 안정하게 공급하기 위하여 시스템의 탄력성과 설계비용을 목적함수로 설정하여 다목적 최적 설계를 진행하였다. 이러한 연구는 압력만을 고려한 기존 설계단계에서 수질적 측면을 동시에 고려하여 수질 측면의 안전성을 향상할 수 있다. 또한, 시스템의 탄력성을 고려하여 비정상상황에서도 물을 공급하여 사용성을 향상하는 설계안을 도출하여 수리학적 안정성을 만족하며, 경제적 측면도 향상할 수 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.11a
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• pp.61-62
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• 2018

시화호는 1994년에 완공된 인공호수로, 완공 이후 심각한 오염에 직면하여 방조제 건설 후 4년째인 1998년부터 바닷물을 일부 유통하기 시작하여 2001년 10월부터 해수의 상시 유통이 확정되었다. 또한, 시화호 조력발전소는 2011년 11월에 착공되어 본격적인 전력생산에 들어 갔으며, 2018년 1월 현재 전력공급량은 29억kWh를 달성하였다. 시화호는 환경적 오염으로 인하여 많은 문제가 야기된 곳이기 때문에 환경적 또는 재해적인 검토를 통한 기초자료의 분석 및 공개는 필수적이라 판단된다. 이러한 목적 하에 수행된 시화호 수리수문 해석결과, 시화호 수리특성은 시화호 조력발전소 운영조건과 시화화 유입하천에 의해 결정되는데, 시화호 조력발전소 관리수위 조건 하에서 고조위는 -1.5m~-0.94m의 분포를, 제한수위 조건하에서 -0.76~0.48m의 분포를 보인다. 또한, 장기하상변동 결과는 수로 부근은 침식이, 그 외의 구간은 퇴적이 우세하게 나타났다. 이러한 결과로, 시화호는 내측으로 갈수록 재해적 환경적으로 불리한 지역임이 확인하였다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2015.05a
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• pp.378-378
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• 2015

연안지역에서 발생하는 퇴적 및 침식현상으로 발생하는 피해를 분석하기 위하여, 고립파를 이용한 연구가 계속 진행되어왔다. 고립파는 파고의 크기에 따라 파형이 결정되는 특징을 가지고 있어 연안지역 파랑에 관한 연구에 적합하다. 기존연구는 sluice gate를 순간적으로 개방하는 방식을 통해 갑작스러운 수위의 변화를 유도하여 급변부정류흐름을 발생시키는 연구를 수행하였으나, 고립파 발생 조건에 대한 상세한 분석은 수행하지 못하였다. 본 연구는 기존연구에서 사용한 방식과 동일하게 sluice gate를 개방하여 고립파를 발생시켰으며, 실험조건을 상류 headtank 수위와 하류 수심의 수위차를 이용하는 경우와 sluice gate 개방 속도에 따라 두 가지 경우로 나누어 실험을 수행하였다. 실험에 사용된 직사각형 수리실험수조는 폭 0.8 m, 높이 0.75 m, 수로길이 12 m에서 상 하류의 수위차를 0.05 m 단위로 높이는 방식과 수문개방속도를 0.5 m/s 부터 1.0 m/s까지 범위를 설정하여 두 가지 재현방식에 따라 실험을 진행하였다. 또한 Flow-3D GMO(General Moving Objects)기능을 활용한 수치모의를 수행하였다. 실험조건에 따른 수리실험 결과를 파랑의 특성인 고립파 파고와 파속을 수치모의결과와 비교하여 분석하였다. 수리실험결과와 수치해석결과 유사한 경향을 나타내었으며, 본 연구의 결과는 Sluice gate를 이용한 고립파 수리실험으로 경사면에서 발생하는 침식과 퇴적현상에 관한 기초적인 연구가 될 것이다.

• Korean Journal of Ecology and Environment
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• v.35 no.4 s.100
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• pp.285-294
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• 2002

The purpose of this study was to evaluate the relationships between purification characteristics and hydraulic conditions, and to clarify the basic and essential factors required to be considered in the construction and management of artificial wetland system for the improvement of reservoir water quality. The artificial wetland system was composed of a pumping station and six sequential plants beds with five species of macrophytes: Oenanthe javanica, Acorus calamus, Zizania latifolia, Typha angustifolia, and Phragmites australis. The system was operated on free surface-flow system, and operation conditions were $3,444-4,156\; m^3/d$ of inflow rate, 0.5-2.0 hr of HRT, 0.1-0.2 m of water depth, 6.0-9.4 m/d of hydraulic loading, and relatively low nutrients concentration (0.224-2.462 mgN/L, 0.145-0.164 mgP/L) of inflow water. The mean purification efficiencies of TN ranged from 12.1% to 14.3% by showing the highest efficiency at the Phragmites australis bed, and these of TP were 6.3-9.5% by showing the similar ranges of efficiencies among all species. The mean purification efficiencies of SS and Chl-A ranged from 17.4% to 38.5% and from 12.0% to 20.2%, respectively, and the Oenanthe javanica bed showed the highest efficiency with higher concentration of influent than others. The mean purification amount per day of each pollutant were $9.8-4.1\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ in BOD, $1.299-2.343\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ in TN, $0.085-1.821\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ in TP, $17.9-111.6\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ in SS and $0.011-0.094\;g{\cdot}m^{-2}{\cdot}d^{-1}$ in Chl-a. The purification amount per day of TN revealed the hi링hest level at the Zizania latifolia bed, and TP showed at the Acrous calamus bed. SS and Chl-a, as particulate materials, revealed the highest purification amount per day at the Oenanthe javanica bed that was high on the whole parameters. It was estimated that the purification amount per day was increased with the high concentration of influent and shoot density of macrophytes, as was shown in the purification efficiency. Correlation coefficients between purification efficiencies and hydraulic conditions (HRT and inflow rate) were 0.016-0.731 of $R^2$ in terms of HRT, and 0.015-0.868 of $R^2$ daily inflow rate. Correlation coefficients of purification amounts per day with hydraulic conditions were 0.173-0.763 of Ra in terms of HRT, and 0.209-0.770 daily inflow rate. Among the correlation coefficients between purification efficiency and hydraulic condition, the percentages of over 0.5 range of $R^2$ were 20% in HRT and in daily inflow rate. However, the percentages of over 0.5 range of correlation coefficients ($R^2$) between purification amount per day and hydraulic conditions were 53% in HRT and 73% in daily inflow rate. The relationships between purificationamount per day and hydraulic condition were more significant than those of purifi-cation efficiency. In this study, high hydraulic conditions (HRT and inflow rate) are not likely to affect significantly the purification efficiency of nutrient. Therefore, the emphasis should be on the purification amounts per day with high hydraulicloadings (HRT and inflow rate) for the improvement of eutrophic reservoir withrelatively low nutrients concentration and large quantity to be treated.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.37 no.12
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• pp.25-31
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• 2021

Boundary conditions for thermal-hydraulic problems of soils play an essential role in the numerical accuracy. This study presents a boundary condition considering the thermo-hydraulic interaction between the ground and the atmosphere. Ground surface energy balance consists of solar radiation, ground radiation, wind convection, latent heat from water evaporation, and heat conduction to the ground. Equations for each heat flux are presented, and numerical analyses are performed in conjunction with the FEM program for the thermal-hydraulic phenomenon of unsaturated soils. Numerical results using the weather data at the Ulsan Meteorological Observatory are similar to the measured surface temperature. Latent heat caused by water evaporation during the daytime lowers the surface temperature of the bare soil, and a thermal equilibrium is reached at nighttime when the effect of the ground condition is significantly reduced. The temperature change of the surface ground is diminished at the deeper ground due to its thermal diffusion. Numerical analysis where the surface ground temperature is the primary concern requires considering the thermo-hydraulic interaction between the ground and the atmosphere.