• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.14 no.6
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• pp.53-64
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• 2009

Wetlands can remove organic contaminants, metals and radionuclides from wastewater through various biogeochemical mechanisms. In this study, a mathematical model was developed for simulating the fate and transport of chemical species in marsh wetland sediments. The proposed model is a one-dimensional vertical saturated model which is incorporated advection, hydrodynamic dispersion, biodegradation, oxidative/reductive chemical reactions and the effects from external environments such as the growth of plants and the fluctuation of water level due to periodic tides. The tidal effects causes periodic changes of porewater flow in the sediments and the evapotranspiration and oxygen supply by plant roots affect the porewater flow and redox condition on in the rhizosphere along with seasonal variation. A series of numerical experiments under hypothetical conditions were performed for simulating the temporal and spatial distribution of chemical species of interests using the proposed model. The fate and transport of a trace metal pollutant, chromium, in marsh sediments were also simulated. Results of numerical simulations show that plant roots and tides significantly affect the chemical profiles of different electron acceptors, their reduced species and trace metals in marsh sediments.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.31 no.2
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• pp.65-73
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• 2015

The bank revetment work which is conducted on the slope of river bank to protect against flowing water as a geotechnical structure has been applied as an average value of critical tractive force based on domestic and international standard design. Currently, an appropriate evaluation is needed for the hydraulic stability and geotechnical behavior analysis of bank revetments because of the effects of climate change and ambiguous design criterion. This study has compared the critical tractive forces of soil improvement material and conventional materials used for the bank revetment work. Through various experiments, the shear strength of mixtures with soil improvement material was investigated by curing time and mixture ratio. It was found that the critical tractive force of the mixture obtained from a scour test is suitable to the reinforcement of the slope of river bank which has problems such as seepage erosion and scour.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.30 no.10
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• pp.5-18
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• 2014

Many regions around the world are vulnerable to rainfall-induced slope failures. A variety of methods have been proposed for revealing the mechanism of slope failure initiation. Current analysis methods, however, do not consider the effects of non-homogeneous soil profiles and variable hydraulic responses on rainfall-induced slope failures. In this study, probabilistic stability analyses were conducted for weathered residual soil slopes with different soil thickness overlying impermeable bedrock to study the rainfall-induced failure mechanisms depending on the soil thickness. A series of seepage and stability analyses of an infinite slope based on one-dimensional random fields were performed to consider the effects of uncertainty due to the spatial heterogeneity of hydraulic conductivity on the failure of unsaturated slopes due to rainfall infiltration. The results showed that a probabilistic framework can be used to efficiently consider various failure patterns caused by spatial variability of hydraulic conductivity in rainfall infiltration assessment for a infinite slope.

• Journal of Korean Society of Coastal and Ocean Engineers
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• v.26 no.3
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• pp.140-148
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• 2014

A storm surge barrier is a specific type of floodgate, designed to prevent a storm surge or spring tide from flooding the protected area behind the barrier. A surge barrier is almost always part of a larger flood protection system consisting of floodwalls, dikes, and other constructions. Surge barriers allow water to pass under normal circumstances but, when a (storm) surge is expected, the barrier can be closed. Among the various means of closing, buoyant flap typed storm surge barrier which was indicated by MOSE project in Italy is chosen for Masan bay protection, and the motion of the surge barrier under the action of storm surge and wave is examined using FLOW-3D, a computational fluid dynamics software analyzing various physical flow processes. Numerical result shows that storm surge barrier is successfully operated under wave height 3 m, and tidal range 2 m.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1003-1007
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• 2007

최근 기상이변, 불투수층의 증가와 배수체계개선 등의 요인으로 인한 홍수량의 증대로 하도방어 위주의 현재 홍수방어체제는 지속적인 치수사업의 시행에도 불구하고 오히려 하류에서의 홍수가 격심해지는 등 상당한 어려움에 직면하고 있다. 따라서 최근의 유역종합치수계획에서는 천변저류지 등에 의한 면적 개념의 2차원적 홍수량 분담을 통한 피해의 잠재성을 경감시키고자 하는 방안들이 제시되고 있다. 이러한 기술적 수요의 증가에 따라 낙동강유역종합치수계획, 삽교천유역종 합치수계획 등에서는 중규모 이상의 천변저류지가 검토되었지만 이러한 예는 대하천유역이므로 홍수피해가 빈발하는 농촌지역의 중소규모 하천에서는 계획된 적이 없다. 지금까지 지속적인 하천개수사업으로 2004년말 현재 하천연장 기준으로 전국의 하천 개수율은 78%에 이르고 있다. 이 중 국가하천과 지방1급하천은 약 15%로서 개수율이 약 90%이상으로 높고, 지방2급하천은 약 85%를 차지하나 대부분은 농촌지역에 위치하여 약 70% 미만의 낮은 개수율을 나타내고 있으므로 향후 중소규모유역의 지방2급하천에서 하천개수가 지속적으로 추진될 것이다. 현재 하천정비기본계획이 미수립된 하천구간에 대하여 하도계획시 제방축제에 의한 경제성이 미미한 일부 구간에 무제부의 소규모 아지늪을 조성하고, 홍수파의 전파속도를 저감하여 하류의 홍수집중을 경감시키고 유수 에너지를 감소시키며 아울러 본천의 유수환경과는 다른 습지로서의 정수환경을 창출하여 하천생태계의 다양성을 확보하는 방안도 있을 것이다. 본 연구에서는 경남 하동군에 위치하는 지방2급하천인 주교천에 약 $4000m^2$의 소형 습지(아지늪)를 2004년 3월에 조성하고 2006년 11월에 습지의 어류 및 수생식물에 대한 모니터링을 실시하여 아지늪의 하천생태의 다양성의 달성도를 평가하였다. 또한 주교천에서 홍수량의 증가에 따른 홍수류의 유속 변동과 그에 따른 에너지의 변화를 고찰하기 위하여 HEC-RAS를 적용하고 주교천 아지늪 주변의 수리학적 거동을 고찰하였다.

• The Journal of the Korea Contents Association
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• v.15 no.2
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• pp.499-506
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• 2015

The friction velocity is a quantity with the dimensions of velocity defined by the friction stress and density of a wall surface at near wall of flow condition. Also, the friction velocity is the hydraulic parameter describing shear force at the bottom flow. Moreover, it is a very important factor in designing open channel and essential to determine the mixing coefficient in the main flow direction. The estimation of the friction velocity are such as methods using channel slope, linear law of the mean velocity at viscous sub-layer and direct measurement of wall shear stress, etc. In the present study, we propose a friction velocity equation that has been optimized by combining the concept of entropy, which is used in stochastic method, and to verify the proposed equation, the experimental data measured by Song was used. The R squared for friction velocities between proposed equation and friction velocity formula analyzed 0.999 to 1.000 in a very good agreement with each equation.

• Journal of Korea Water Resources Association
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• v.51 no.5
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• pp.405-415
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• 2018

Hydraulic variables such as discharge coefficient, gate opening, and upstream water depth are required to calculate the discharge of vertical lift gate. It is very important for a precise gate design, because it may affect the rest, to predict the behavior of gate opening during operation. In this study, an equation by which gate opening could be predicted with any upstream water depths was derived from the relation between the calculated value from buoyancy theory and measured one from experiment for a floating gate model. Downpull force was the reason for the differences between the calculated and the measured and it was verified using pressure coefficient. Also, the relation of discharge coefficient with gate opening ratios was derived. The derived relations were used for flood routing and it was realized that downpull force effect should be fully taken into account during gate design.

• Journal of the Korean Geotechnical Society
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• v.32 no.5
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• pp.37-48
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• 2016

This study aims to figure out the behavior of runoff and drainage of pervious sidewalk block in actual construction environment by experiments. The specimens with surface layer and bedding layer are subjected to the drainage test by considering unsaturated condition and unique rainfall condition in urban areas. The repeated drainage test and clogging test were conducted with time intervals, and 3D X-ray CT image analysis and evaporation test were carried out for a quantitative analysis of drainage test. The results present that the spatial distribution of pores by evaporation for time intervals induces runoff. Especially, the bedding layer under the block is significantly critical in overall hydraulic behavior such as drainage and evaporation compared to the surface layer. Moreover, the sediments in pores promote the change in pores by evaporation and this induces deteriorated drainage capacity which is hard to recover. In addition, it is revealed that the maximum runoff height grows as the drainage capacity declines depending on the pre-wetting condition.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2012.05a
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• pp.414-414
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• 2012

하천에 산사태, 하천 주변 개발, 제방 및 댐 붕괴 등으로 인하여 다량의 토사가 돌발적으로 유입될 경우 유입된 토사가 하천의 거동에 미치는 영향은 막대하다. 또한 하도 내에 설치되어 있는 교량, 보와 같은 수공 구조물로 인하여 단면형태가 갑작스럽게 변화하는 경우나, 구조물로 인하여 토사가 퇴적되는 경우 하천의 수위 변화를 크게 유발하여 하천 범람과 제방 침식 등을 발생시키며 하천의 안전에 큰 위험 요인으로 작용하게 된다. 현재 다량의 토사가 하천에 돌발적으로 유입되는 위험으로부터 안전하게 보호하기 위해서 토사 유입 방지 대책에 대하여 많은 연구와 사업이 실시되고 있지만 이러한 치수대책이 완전하다고 하기에는 다소 어려운 상황이다. 따라서 홍수 조절 및 방재를 위한 수방대책 수립 및 수자원의 집중적인 관리가 무엇보다 절실히 요구되며, 이와 같은 토사에 의한 방재대책 수립을 위해서 수리학적 특성을 정확히 파악할 필요가 있다. 본 연구에서는 2011년 7월에 발생한 강우에 의하여 침수피해가 발생된 경기도 이천의 오천천을 대상으로 수치해석을 통한 침수 범람 원인을 분석하였으며, 하류부에 위치하고 있는 공장의 경우 내부가 1m이상 침수됨에 따라 흔적수위 및 현장 상황을 조사하였고, 당일 강우를 통한 홍수위를 산정하여 여러 가지 원인별 홍수 원인을 분석하였다. 2011년 7월에 발생된 강우는 복하천 하천정비기본계획에 제시되어 있는 설계빈도로 30년 빈도에 못 미치는 것으로 나타나 강우에 의한 영향보다는 외부 영향으로 판단되며, 상류로부터 순간적으로 유입된 토사의 과다 퇴적에 의한 수위 상승에 의하여 교량 및 보 등의 수공구조물과 연계된 통수 단면적의 부족 등의 영향으로 홍수 범람이 발생된 것으로 분석되었다. 홍수 범람에 의한 영향을 분석하기 위하여는 단순히 강우에 대한 영향을 고려하는 것 보다 하천의 전반적인 특성을 고려하여 정확한 원인 규명을 통한 대처방안이 수립되어야 하며, 지속적인 모니터링을 통하여 하천에 의한 피해를 최소화 할 필요가 있다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2016.05a
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• pp.380-384
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• 2016

홍수완화의 관점에서 강을 관리하기 위하여 수자원의 이용과 생태계보전, 하천흐름과 형태학적 변화들에 대하여 충분히 이해하고 합리적으로 설명하는 것이 필요하다. 최근에 수변지역에서 발달된 식생은 홍수시에 감속영역과 생물들의 피난처를 제공하는 것 이외에 횡단방향의 혼합작용을 활성화하여 유사와 식물의 씨앗 및 입자성 유기물(POM)을 포착하는 기능을 하고 특히 흐름과 유사이송 및 하도 지형변화에 큰 영향을 주기 때문에 중요하다. 입자성 유기물(POM)은 하천생태계를 지탱하는 에너지원으로서 다양한 형태로 존재하고 미생물의 분해를 받아 무기화된 식생의 번무와 물질순환의 시발점이 되기도 하지만 현재까지 식생영역 내에서 그 공급과정에 관련이 있는 운동기구에 관한 연구는 아직 부족한 실정이다. 따라서 본 연구는 식생영역의 유사퇴적 및 분급작용, 입자성 유기물의 포착을 일으키는 원인과 흐름의 특징 중 식생영역 내에서 흐름방향으로 감속에 주목하여 수리 모형실험을 실시하였고 수변식생에서 부유사와 POM의 퇴적과정에 대하여 검토 및 모델링을 실시하였다. 수리 모형실험 결과 CPOM과 FPOM 모두 유사의 퇴적없이 그 자체로는 퇴적이 되지 않았고 수변식생의 종방향 이송의 경우 식생에 의해 퇴적된 부유사가 사련 형태로 형성이 되어 CPOM이 사련의 배후에서 캡쳐 되었다. 또한 두가지 샘플 움직임의 상호작용은 사련의 파고와 파장의 전파속도를 감소시켰다. 식생지역에서 횡방향 분산의 경우에 대해서는 각각의 유사 크기에 대한 퇴적물의 능선은 식생의 경계를 따라 형성되었고 운동의 범위는 유사 퇴적의 능선에 의해 촉진되어 횡방향으로 확산하며 확장되었다. 이러한 결과를 바탕으로 제한된 경험적인 지식보다 오히려 실험을 통하여 식생을 동반하는 장소에서 유사와 POM의 거동특성 차이 및 간섭작용을 명확히 한 후 현장에서 관측된 현상과 비교 검증이 필요하다고 사료되며 추후에 운동기구를 모델링 및 업그레이드 해 나가는 것이 앞으로의 하천생태계 예측평가에 필요하다고 판단된다.