• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제14권6호
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• pp.53-64
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• 2009

습지는 다양한 생지화학적 반응기작을 통하여 폐수로부터 유입되는 유기오염물질을 완화/정화하는 지역으로 알려져있다. 본 연구에서는 습지에서 다양한 물질의 성상과 거동을 모의하기 위하여 수학적 모형을 개발하였다. 개발한 모형은 1차원 수직 포화 모형으로 이류, 수리학적 분산, 미생물에 의한 생분해, 산화/환원반응, 식생과 조수 등 외부환경의 영향을 고려하였다. 조수의 영향은 퇴적물 내 공극수의 흐름에 주기적인 변화를 일으키고, 계절에 따라 식생은 증발산과 뿌리로부터의 산소공급을 통해 흐름과 근권 내 산화/환원 환경에 영향을 미친다. 개발된 모형을 적용하여 습지퇴적물 내에 존재하는 관심물질의 공간적 및 시간적 분포 모의를 위한 가상의 수치실험을 수행하였다. 또한 대표적인 중금속 오염물질의 하나인 크롬의 습지퇴적물 내 성상과 거동을 모의하였다. 모의 결과는 식생 뿌리와 조수가 습지퇴적물 내 전자수용체, 환원물질, 중금속의 분포에 지대한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권2호
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• pp.65-73
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• 2015

제방을 보호하기 위하여 법면에 설치되는 호안공사는 국내외 설계기준에 의하여 하상과 호안법면에서의 최대 소류력을 산정하여 제방 사면에 평균적인 개념으로 적용하고 있다. 최근에는 기후변화로 인한 극우강우가 많아지고 호안의 안정성을 위한 평가기법이 제시되지 않기 때문에 호안사면의 수리학적 안정성과 지반공학적 파괴거동의 적절한 평가가 필요하다. 본 연구에서는 하천사면을 보강 시, 최대소류력에 견딜 수 있는 강도를 기존재료인 원지반과 지반개량재를 비교하였다. 지반개량재의 다양한 역학적 실험을 통하여 원지반토와 지반개량재의 함유량에 따른 최적의 혼합비율과 적절한 강도의 양생일을 예측할 수 있었다. 세굴률 시험결과를 바탕으로 원지반토와 지반개량재 혼합토의 허용소류력을 비교 분석한 결과, 호안 제방의 비탈면을 보강하기에 충분한 강도증진과 그에 따른 안정성을 확인할 수 있어 하천호안의 세굴과 침식 방지효과가 있으리라 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제30권10호
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• pp.5-18
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• 2014

세계의 많은 지역이 강우에 의한 사면파괴가 취약하다. 사면파괴의 발생 메커니즘을 파악하기 위해 지금까지 다양한 방법들이 제안되어져 왔으나 현재 사용되는 방법들은 비균질한 지반분포와 수리학적 거동이 강우로 인한 사면파괴에 미치는 효과를 고려하지 못한다. 본 연구에서는 강우 시 토층의 두께에 따른 사면파괴의 발생 메커니즘을 연구하기 위하여 불투수 기반암 위에 존재하는 풍화 잔류토 사면에 대한 확률론적 사면안정 해석을 수행하였다. 불균질한 투수계수의 공간적 분포로 인한 불확실성이 강우침투에 의한 불포화 사면의 파괴에 미치는 영향을 고려하기 위하여 일차원 랜덤필드에 기초한 일련의 침투해석과 사면 안정해석을 수행하였다. 해석결과에 의하면 확률론적 해석법은 사면에 대한 강우의 침투 평가 시 투수계수의 공간적인 변동에 의하여 발생하는 다양한 파괴 패턴을 효과적으로 고려할 수 있음을 보여준다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.140-148
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• 2014

고조방파제는 폭풍해일이나, 대조시 창조류로부터 내부 해역을 보호하기 위하여 설계된 특수한 형태의 수문 구조물로, 홍수 방지 벽, 방조제 및 다른 구조물로 구성된다. 평상시 고조방파제는 해수 소통을 허용하지만, 폭풍해일이 예상되면 폐쇄된다. 폐쇄시키는 다양한 방법 중 본 연구에서는 이태리 모세프로젝트에 적용한 것과 같은 부유 플랩형 고조방파제를 마산만에 적용할 경우, 폭풍해일 및 파랑이 작용할 때의 고조방파제 거동특성을 3차원 유동해석프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 살펴보았다. 수치해석결과, 고조차 2 m인 상태에서 파고 3 m 조건에서도 고조방파제로서의 기능을 발휘할 수 있는 것으로 평가되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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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.

• 한국콘텐츠학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.499-506
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• 2015

마찰속도란 벽면 가까이의 흐름에서 벽면의 마찰 응력과 밀도로 정의되는 속도의 차원을 갖는 양이다. 또한 마찰속도는 바닥 흐름에서 전단력을 나타내는 수리학적 매개변수이다. 게다가 개수로 설계나 하천, 해안에서 유사 및 물질의 거동을 파악하는데 정확한 마찰속도의 산정이 매우 중요하며 주 흐름방향의 혼합계수를 결정하는데 필수적인 요소이다. 이러한 마찰속도를 산정하는 방법들은 하상경사를 이용하는 방법, 레이놀즈 응력분포를 이용하는 방법, 점성저층에서 평균유속의 선형법칙을 이용하는 방법, 벽 전단 응력의 직접적 측정방법 등이 있다. 본 연구에서는 기존 방법과 달리 확률통계 기법에 사용되는 엔트로피 개념에 접목하여 새로운 마찰속도공식을 제안하였고, 이를 검증하기 위해 Song의 실측 실험데이터를 이용하였다. 제안한 공식과 마찰속도 공식에 의해 산정된 마찰속도의 결정계수는 0.999-1.000로 잘 일치한 것으로 분석되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권5호
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• pp.405-415
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• 2018

연직수문의 방류량 계산에 필요한 수리학적 변수는 유량계수, 수문개방고, 상류수심이다. 자동수문의 수문개방고는 나머지 변수에도 영향을 미치기 때문에, 운영 중 수문개방고의 거동을 예측하는 것은 정밀한 수문설계를 위해 매우 중요하다. 본 연구에서는 부력식 연직수문 모형을 대상으로 부력이론으로 계산한 수문개방고와 실험에서 방류 중에 측정한 값과의 관계로 부터, 임의의 상류수심에서 수문개방고를 예측할 수 있는 무차원 관계식을 도출하였다. 측정값이 계산 값과 차이가 나는 것은 동수압 하중에 의한 영향임을 압력계수를 이용하여 검증하였다. 유량계수는 수문개방율과의 무차원 관계식을 도출하였다. 도출된 관계식들을 홍수추적에 적용한 결과, 수문설계 시에는 동수압 하중으로 인한 수문개방 억제 효과를 충분히 고려하여야 하는 것으로 판단되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.37-48
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• 2016

본 연구는 실제 시공 환경에서 투수성 보도블록의 표면 유출 및 배수 특성을 알아보고자 하였으며, 표층 및 노반을 포함한 시편을 대상으로 불포화 상태에서 도심 내 우수 조건을 고려한 배수 실험을 진행하였다. 일정한 시간 간격을 두고 반복적인 배수 실험 및 공극 막힘 실험이 시행되었으며, 정량적 분석을 위하여 3D X-ray CT 이미지 분석 및 증발 실험을 시행하였다. 실험 결과, 시간 간격 동안 발생한 증발로 인해 공극 내 물이 공간적으로 재분포되어 표면 유출을 야기시키는 것으로 나타났다. 특히, 공기에 노출되어 있는 표층보다 시편 하부에 위치한 노반의 공극 변화가 투수성 보도블록의 배수, 증발 등 전체적인 수리학적 거동을 크게 저하시켰다. 또한 공극 내 침전물은 증발로 인한 변화를 증진 시키며, 이 때 저하된 배수 성능은 쉽게 회복되지 않는 것으로 나타났다. 그리고 선행우수조건에 의하여 배수 성능이 저감되면서 최대 표면 유출 높이가 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2016년도 학술발표회
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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.