• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.98-98
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• 2011

중소규모 하천에서 많이 설치되어 있는 경사형보를 대상으로 하류부 세굴에 대한 수리모형실험과 수치모의를 통하여 경사형보 하류부 세굴특성과 세굴영향인자들에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 수리모형실험은 폭 0.8m, 길이 20m의 가변경사 직선 개수로에서 1 : 2(H/L)경사를 가지는 경사형보의 높이, 월류수심, 하류부 수심 변화에 따른 최대 세굴심과 세굴길이의 변화를 관측하였고, 수치모의는 유사이동 모의가 가능한 3차원 수치모형인 FLOW-3D를 이용하여 경사형 보의 경사 변화에 따른 하류부 세굴특성을 모의하였다. 수리모형실험 결과 최대 세굴심 및 세굴길이에 가장 영향을 크게 미치는 인자는 월류고이며, 하류부 수심은 최대 세굴심과 세굴길이의 감소효과 뿐만 아니라 세굴공의 형상에도 영향을 미쳤다. 낙하류의 유입 각도가 예연보에 비하여 작은 경사보는 예연보에 비하여 수평방향 유속이 상대적으로 증가하여 세굴길이가 증가하였으며 이로 인하여 세굴공 하류부 천이영역의 사면경사가 상대적으로 완만하게 형성되었다. 세굴공의 상류부에 재순환 영역이 발생되어 천이영역에서 이송되는 유사의 최대세굴심 발생 위치에 퇴적되는 현상을 방해하며 세굴공의 모양은 완전히 발달된 이중(double) 세굴공을 생성하였으며, 특히 낙하류의 유입각도와 하류부 수위의 영향으로 하류수심($h_t$)과 낙차고(H)의 비($h_t/H$)가 1.0 미만인 경우에 이중(double) 세굴공이 발생하였다. 경사형보의 경사각 영향에 따른 하류부 세굴 영향은 3차원 수치모형을 이용하여 모의하였으며, 경사각을 1V/2H, 1V/3H, 1V/4H로 변화시키며 수치모의를 수행하였다. 수치모의 결과 경사각이 증가할수록 최대 세굴심은 증가하는 경향을 보이고 그에 따른 증가율은 감소하였다. 보 높이, 월류고, 하류부 수심, 경사각 변화에 따른 세굴심의 변화는 상대민감도 방법을 이용하여 비교하였으며 주요 영향인자에 대한 민감도비는 월류고가 보 하류부 세굴에 가장 큰 영향을 미치고, 경사각, 보 높이, 하류부 수심 순이다. 특히 보 하류부의 수심은 음의 민감도를 보이며, 이는 보 하류부 수심이 증가할수록 세굴심이 감소하는 것을 의미한다. 추후 보완 실험 및 수치모의를 추가 활용한다면, 경사형보 하류부 물받이 및 하상보호공 설계를 위한 정량적인 기초자료를 제공할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2004년도 학술발표회
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• pp.992-996
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• 2004

천해역(shallow sea area)에서의 조류 형태(tidal flow regime)는 주로 만(bay)이나 해안선(shoreline)의 형태, 해저 지형(bottom topography), 수로(channel), 천퇴(sand bar)나 간석지(tidal flat) 등의 지형적인 요인에 의해 결정된다. 본 연구는 복잡한 지형적 변화 및 천해특성에 기인된 조석(tide)의 현상이 뚜렷이 나타나는 금강하구(Keum River Estuary)를 하구둑(Estuary Dike) 건설 전${\cdot}$후(Before and After Constructed)의 수심(depth)변화 및 유속(current)변화를 수치실험(numerical experiments)으로 고찰했다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.227-227
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• 2018

티롤리안 위어(Tyrolean Weir)는 유송잡물 및 유사의 영향이 비교적 높은 산악지역에 설치되는 취수구조물로 대부분 저류면적이 제한된 자류식(Run-Off River) 수력발전 및 소규모 농업용수 취수시설에 적합한 구조물이다. 티롤리안 위어는 일반적인 취수시설과 비교하여 구조물의 규모를 최소화할 수 있어 친환경적 취수구조물로 분류할 수 있다. 아직까지 국내에서는 설치사례가 없고 연구성과 또한 부족하여 적용성에 한계가 있는 것이 사실이다. 본 연구에서는 3차원 유동해석 프로그램인 FLOW-3D를 이용하여 티롤리안 위어의 월류흐름특성을 분석하고 스크린 경사와 월류수위 변화에 따른 유량계수를 산정하였다. 티롤리안 위어 스크린경사에 따른 수치모형실험을 위해 3차원 AUTO CAD 프로그램을 이용하여 위어폭 11.0m, 길이 10m 및 수로경사 2:3의 솔리드 모형을 구성하였으며, 티롤리안 위어 스크린 경사를 $0^{\circ}$, $5^{\circ}$, $10^{\circ}$, $15^{\circ}$, $20^{\circ}$, $25^{\circ}$, $30^{\circ}$로 변화시키며 월류수심 변화에 따른 수치모형실험을 수행하였다. 금회 수치해석 분석결과 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다. 1) 티롤리안 위어 스크린 경사가 증가할수록 유량계수가 증가하였다. 2) 월류수심 1.4m일때 월류량의 표준편차는 0.767이며 월류수심 4.4m일때 표준편차는 9.580으로 월류수심이 증가할수록 스크린 경사에 따른 표준편차는 증가하는 것으로 확인되었다. 3) 티롤리안 위어 스크린 경사가 클수록 월류수심은 감소하고 접근수로부 유속이 증가하였으며 스크린 경사가 작을수록 월류수심은 증가하고 유속이 감소하는 경향을 확인하였다. 4) 티롤리안 위어 스크린 경사가 작고 월류수심이 클수록 광정위어와 유사한 흐름특성을 보였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.522-522
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• 2017

하천에서 식생은 하도내 흐름저항과 항력을 증가시켜 유속과 유사이동을 감소시킨다. 유속의 감소로 인해 유사가 퇴적되어 사주 발생이 증가하며 이는 하도 지형변화의 중요한 요인이 된다. 하천내 식생은 하천생물의 서식과 밀접한 관련이 있는 물리적인 서식환경을 변화시키게 된다. 이러한 물리적인 서식환경 변화는 수중음향으로 표현되는 하천의 음환경(Soundscape) 변화로 연결된다. 본 연구는 하천 식생대에서의 수중 음향변화를 식생유무, 수온, 수심에 따라 분석하고 수리학적 특성과의 상관관계를 파악하고자 한다. 실규모 하천 수로에 식생 38 주/$m^2$를 식재하고 1 m정도 성장시킨 후 식생을 완전 침수시켜 $3.2m^3/s$의 유량을 공급하여 유속의 변화와 수중음향을 측정하였다. 오후시간대와 새벽시간대를 이용하여 수온이 다른 조건에서 측정하였고, 수심은 표면 3 cm, 40 cm, 80 cm 깊이에서 각각 측정하였다. 측정지점은 식생구간의 상류지점(A), 식생구간(B), 식생구간의 하류지점(C) 세 곳을 선정하였고, 유속은 micro-ADV, 수중 음향은 Hydrophone을 사용하여 5분간 측정하였다. 측정 주파수 spectrum은 1/3 Octave band로 처리하여 음압을 비교분석하였다. 주파수에 따른 음압을 분석한 결과 측정지점에 관계없이 주로 125 Hz, 315 Hz에서 높게 나타났다. 수심에 따른 음향을 분석한 결과 식생이 없는 상류(A)지점에서는 수중음향의 차이가 크게 나타났으며, 식생지점(B)과 식생이 없는 하류(C)지점에서는 수중음향이 유사하게 나타났다. 이는 식생에 의한 유속의 저하로 인해 흐름이 안정화되어 나타나는 현상으로 판단된다. 수온에 따라서는 식생구간(B)과 하류(C)지점에서 대체로 큰 차이를 보이지 않았으나 상류(A)지점에서는 수온이 높을 때 음압이 더 크게 나타났다. 이는 온도가 높을수록 소리의 전달속도가 더 빨라지기 때문으로 판단된다. 이처럼 식생의 유무와 수심, 온도에 따라 하천의 수리학적 특성이 달라지고 이에 따른 수중음향도 달라지므로 하천의 물리적 서식환경을 평가하기 위한 인자로 수중음향을 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 물과 미래
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• 제28권3호
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• pp.197-204
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• 1995

인구의 도시집중으로 인하여 유역의 유출용적이 증대하며 이로 인한 합류부의 수위상승으로 내수배제가 불가능하게 되어 침수피해가 발생하고 있다. 본 실험연구에서는 소유역 하천에서 우수거의 합류로 인한 본류하천의 흐름변화를 실험하였으며, 하천의 수위상승을 소하천(본류)의 유량과 경사, 우수거(지류)의 유량과 경사 및 합류각에 따른 본류의 수위상승을 분석하였다. 실험결과 본류하천의 경사에 대해서는 경사가 급할수록 수심비가 증대하는 것으로 나타났으며, 본류의 유량은 적을수록, 지류의 유량은 많을 수록 수심비는 크게 나타났다. 합류각에 대해서는 합류각이 작을수록 수심비가 작은값을 나타내고 있다. 이와 같이 도시 소하천의 합류시 수심비의 상승영향을 보면 합류각, 지류유량 및 본류유량 등의 순으로 상승영향이 밀접하게 나타났다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2007년도 학술발표회 논문집
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• pp.899-903
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• 2007

본 연구에서는 제방붕괴에 의한 제내지 홍수파 거동 해석의 일환으로 제방붕괴시 제방의 붕괴깊이에 따른 제내지에서의 홍수파의 거동 양상을 수리실험을 통하여 고찰하였다. 다양한 제방붕괴폭과 초기하도수위 및 제방붕괴고 조건에 대해 범람홍수파의 전파속도와 제내지에서의 최대수심의 변화를 실험을 통하여 관찰하였다. 범람홍수파 선단(wave-front)의 이동속도는 동일한 하도수위조건에서는 붕괴고가 높을수록 감소하는 것으로 나타나 제방붕괴시 월류수심 $H_w$가 범람홍수파 전파속도에 영향을 준다는 것을 알 수 있었다. 모든 실험조건에서 최대수심은 일정한 경향을 띠고 있음을 알 수 있었다. 제방인근 지점에서 최대수심이 가장 크게 나타났고, 붕괴부로부터 일정 지점이 지나면 수위가 급격히 감소하여 거리에 관계없이 일정한 최대수심을 유지하는 것을 알 수 있었다. 동일 수위조건이라면 제방붕괴고가 낮을수록 제내지로 유입되는 유량이 증가하여 초기에 제방붕괴부 주위에서 수심이 높아지는 것으로 분석할 수 있다. 실험결과를 이용하여 범람홍수파의 전파속도와 최대수심을 산정하는 식을 무차원변수를 이용하여 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.619-623
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• 2008

본 연구에서는 1차원 수치모형을 개발하여 하천준설 인한 교란하천의 적응과정을 파악하였다. 본 1차원 수치모형의 특성은 하천의 혼합사와 부유사의 거동을 모의할 수 있다. 하천준설 규모의 변화에 따른 하상변동과 하천의 적응과정을 파악하기 위하여, 하천준설의 채취장 길이는 일정하고, 채취 깊이가 변하는 경우와 채취 깊이가 일정하고 채취장의 길이가 변하는 경우에 대하여 검토하였으며, 그 결과는 다음과 같다. 채취장을 중심으로 상류에는 하상이 저하되어 상류로 전파되는 것을 보여주고 있다. 채굴장 직하류에서는 하상이 저하되고 있고, 하류에는 다시 하상이 상승하는 특성을 보여주고 있다. 채취장에서 하상의 상승은 초기에는 급격하게 진행되고 있으나, 시간이 지나면서 그 증가율은 감소하고 있다. 채치장 상류에서는 하상저하가 초기에 급격하게 진행되고 있다. 그러나 시간이 지나면서 느리게 진행되고 있고, 그 영향은 상류로 먼 거리까지 영향을 미치는 것을 보여주고 있다. 하류에서 하상저하는 상류로 그 영향이 적다. 채취장을 중심으로 수심의 변화는 시간의 증가에 따라 하류에는 수심이 증가하고 있으며, 상류에서는 수심이 감소하고 있다. 시간에 따라 수심의 변화율이 감소되고 있는 것은 교란된 하천이 적응해 가면서 평형상태에 도달해 가는 과정에서 하상변화가 감소되기 때문으로 판단된다. 채취장의 채취 깊이가 깊을수록 세굴심의 하류도 이동속도는 작아지며, 이것은 채취장은 채취규모가 커지면 하천의 교란이 있은 후에 적응하는 기간이 길어지는 것을 의미한다. 무차원 하상고는 채취장의 채굴심도가 작을수록 커지며, 시간이 증가함에 따라 증가하는 것을 보여주고 있다. 채취장의 채취장 길이가 길수록 하류로 이동하는 속도는 작아지며, 이것은 채취장의 채취규모가 커지면 하천의 교란이 있은 후에 적응하는 기간이 길어지는 것을 보여주었다. 무차원 하상고는 채취장의 채굴장의 길이가 짧을수록 커지며, 시간이 증가함에 따라 증가하는 것을 보여주고 있다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제10권1호
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• pp.10-17
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• 1998

다양한 공사가 진행되는 금강하구의 수동역학 변화를 조석 및 조류 그리고 수심변화등의 관측자료를 중심으로 해석하였다. 2년여에 걸쳐 수집된 수심측정 자료를 분석한 결과, 군산외항부근의 도류제 축조구간에서는 뚜렷한 조류속도의 증가와 연평균 50 cm에 다다르는 세굴이 진행되는 것이 확인되었다. 그러나 군장산업단지조성호안공사 및 새만금4호 방조제 축조 내면 간사지에서는 가을철 2개월에 30cm의 퇴적이 관측되는 등 유속의 둔화와 함께 퇴적이 급속히 진전되는 현상으로 수동역학의 전이 현상이 나타나 공사로 인한 금강하구의 수동역학체계는 매우 급격하게 변화됨을 보인다

• 한국음향학회지
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• 제6권4호
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• pp.64-73
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• 1987

비균질한 천해에서의 저주파 수중음파의 전파 특성을 수치모델을 이용 분석하였다. 특히 전파매질의 비균질성이 독특한 대한해협의 겨울철 해수특성을 고려하여 음속의 수평변화, 저질두께 및 감쇠계수의 변화, 수심의 변화등 천혜의 독특한 환경 변화요인을 거의 망라한 경우를 모델로 삼았다. 음원과 수신기의 수심을 수면가까이에 둔 경우소위Mode function의 수심에 따른 특성에 의한 손실이 일반적인 손실원인보다 크게 나타났으며 Adiabatic approximation을 이용한 Mode coupling효과는 High Mode의 감쇠특성에 의해 천해에서의 모델 적용 가능성을 보여주었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.122-122
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• 2023

한강 하구는 조석의 변화가 매우 크고 이로 인한 하상의 변화가 많이 발생하는 지역이다. 더불어 남북간 군사상황으로 인해 접근이 불가능하거나 어려운 지역이며, 이로인해 그동안 개발이 거의 이루어지지 않고 자연상태로 남아있다. 남북관계의 상황변화에 따라 그동안 한강 하구의 개발이나 보전에 대한 다양한 논의가 있었고, 그 중 뱃길 복원에 대한 이야기도 다양하게 진행되어 왔다. 하지만 아직까지 구체적으로 어떤 규모의 선박이 얼마동안 운행할 수 있는지에 대한 분석은 거의 이루어진 바가 없다. 본 연구에서는 한강 하구 신곡수중보 하류에서 공릉천 합류부 구간에 대한 주운 가능성을 분석하였다. 최근 하상측량 결과를 바탕으로 조석변화에 따라 형성되는 지점별 수심을 분석하였고 이를 토대로 형성되는 수로를 분석하였다. 선박 규모에 따라 필요로 하는 흘수와 수심을 이용하여 대상 구간에서 운행가능성을 분석하였다. 또한 이와 같이 형성된 수로가 안정적이지 않음을 하상변동 자료를 이용하여 제시하였다. 대상구간에서 조석변화에 따라 형성되는 수심과 선박 규모에 따른 필요수심을 비교 분석한 결과 대형 선박의 상시적 운행은 매우 제한적인 것으로 나타났다. 중소규모 선박의 경우에도 연간 운행 가능시간이 제한적인 것으로 나타나 일반적으로 추정하는 것보다 상업적인 대규모 주운의 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 이 구간의 하상변동도 매우 큰 것으로 분석되었다. 지난 10년, 20년 동안의 장기적인 변화 뿐만아니라 1년 사이의 단기적인 변화도 크게 나타나 안정적인 수로 확보는 쉽지 않은 것으로 분석되었다. 한강 하구에서는 대규모 홍수가 발생하지 않더라도 조차가 큰 조석영향에 의해 하상이 지속적으로 변화하고 있는 것으로 추정된다.