• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.238-238
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• 2022

합천댐의 건설 이후, 댐직하류 구간에서는 10년 동안의 방류량 감소와 기후변화로 인한 강우패턴의 변화로 하도식생의 활착이 발생하여 식생이 증식하고 밀도가 점차 증가하고 있다. 식생밀도의 증가는 흐름에 대한 항력을 증가시켜 유속을 감소시키고 수심을 증가시킨다. 이는 통수능 저하를 초래하며, 홍수 시 수위증가에 따른 홍수범람의 위험성 증가시킨다. 따라서 식생영향에 대한 심화적인 이해를 제고하여 적절한 식생관리대책을 구축할 필요가 있다. 본 연구에서는 이러한 필요성에 맞추어 식생대 영향에 따른 흐름의 변화를 예측모의하여 흐름과 식생대의 상호작용에 대한 분석을 수행하였다. 이를 위해 2차원 흐름모형인 Nays2D를 이용하여 합천댐 직하류 구간을 대상으로 식생밀도의 변화에 따른 흐름의 변화를 부등류를 기반으로 모의하였다. 상류단의 경계조건은 162.99 m³/s(실운영 방류량), 995 m³/s(2년빈도 댐 조절 방류량), 2670 m³/s(100년빈도 댐 조절 방류량)로 3개의 유량으로 구분하여 모의하였다. 식생의 특성은 현장조사를 통해 밀도를 산정하여 수치모의에 적용하였다. 식생밀도는 4가지로 구분하여 모의시나리오를 구축하였으며 현장조사를 통해 산정된 2021년도 식생밀도를 기준으로 식생밀도를 증감하여 수치모의를 수행하였다. 수치모의 조건은 2021년 식생현황, 식생개선, 식생존치, 전벌채로서 식생개선의 경우, 2021년 식생밀도의 0.5배로, 식생존치의 경우, 식생밀도를 2배로 적용하였다. 전벌채는 식생이 없는 것으로 가정하였다. 수치모의 결과, 식생개선이 2021년 식생현황과 식생존치보다 상대적으로 수심이 낮게 나타났다. 식생을 전벌채한 경우, 식생이 존재하는 조건보다 수심이 낮고 유속이 빠르게 나타났으며 특히, 만곡부의 외측에서는 2차류의 발달로 흐름이 집중되었다. 이를 통해 식생개선의 경우, 식생현황과 식생존치보다 홍수범람의 가능성이 적을 것으로 판단되며 전벌채의 경우, 만곡부 외측에서 2차류 발달에 의한 세굴을 야기하여 제방의 안정성에 영향을 줄 것으로 예측된다. 본 연구는 댐 직하류에 식생대 밀도변화가 흐름변화에 미치는 영향을 분석한 수치모의 사례로서 이는 추후 식생을 고려하는 하천관리방안을 수립 시, 식생관리방법에 대한 근거자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국습지학회지
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• 제13권1호
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• pp.149-160
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• 2011

본 연구에서는 생물서식처에 적합한 조건을 가진 하천 구간을 선정 및 분석하기 위해 홍천강을 대상으로 생물 서식처 적합도 지수를 산정 하였다. 서식처 적합도 지수의 산정을 위해 수리특성으로 유속과 수심, 수질특성으로 수온, BOD, DO, TN. TP 총 7가지 항목에 대해 산정 하였고, 고려된 대상 생물상은 어류이다. 이를 위해 1차원 수리 모형(HEC-RAS), 2차원 하천 수리모형(RMA-2), 수질모형(QUAL2E), GIS를 이용하였다. 수리모형 입력 자료의 정확성을 높이기 위해 BASIN의 Delineation 기능을 적용해 대상유역을 분할한 후 비유량법으로 유량을 산정 하였으며, 산정된 유량을 입력하여 모형을 구축하고 검 보정 하였다. 산정결과 Reach 27에서 통합 서식처 적합도 지수의 평균이 0.782로 가장 높게 산정 되었고, 각 변수들의 평균은 유속 0.122 m/s, 수심 0.782 m, 수온 $14.3^{\circ}C$, BOD 0.68 mg/${\ell}$, DO 10.3 mg/${\ell}$, TN 2.4 mg/${\ell}$, TP 0.0121 mg/${\ell}$로 분석되었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.16-16
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• 2021

전자파표면유속계(Microwave Water Surface Current Meter)를 이용한 홍수기 유량측정은 교량과 같은 구조물을 이용하여 안전 및 측정위치의 흐름조건 등의 이유로 측정의 한계가 발생한다. 이런 문제점을 개선하기 위해 전자파표면유속계를 드론(Drone)과 결합하여 하천에서의 유량측정에 이용하였다. 전자파표면유속계는 비접촉식 유속측정 장비로 하천의 표면유속을 측정하고 유량산정을 위해 환산계수 0.85를 적용하여 평균유속을 산정하고 있다. 환산계수 0.85는 하천의 각 횡측선 수심-유속분포를 일반적인 분포로 가정하고 표면유속에 0.85를 곱하여 평균유속을 산정한다(Rantz, 1982). 그러나 하천의 측정위치 및 흐름특성에 따라 유속분포가 변화하기 때문에 국외 많은 연구에서 환산계수의 범위를 0.72에서 1.72까지 제시한 바 있다(Johnson and Cowen, 2017). 따라서 환산계수 0.85의 일률적인 적용은 부정확한 유량산정을 초래할 수 있어 측정위치에 적절한 환산계수 산정이 필요하다. 본 연구에서는 2020년 금강의 지류인 봉황천에 위치한 금산군(황풍교) 관측소에서 드론과 전자파표면유속계를 이용해 측정한 표면유속과 ADCP를 이용하여 동시 측정한 평균유속의 비교를 통해 환산계수를 산정하여 평균유속 산정의 정확도를 높이고자 하였다. 전자파표면유속계로 측정한 6개 성과 중 ADCP와 동시 측정한 4개의 성과를 분석하여 환산계수를 산정하였다. 측정성과별 측선수는 16~17개로 홍수터로 월류하여 비정상흐름이 발생한 측선은 제외하고 측선별 환산계수는 0.66에서 1.09의 범위로 나타났고, 성과별 환산계수의 평균치는 0.90에서 0.93 범위로 산정되었다. 환산계수가 일반적인 수치보다 높게 산정된 것은 측정위치 하류 약 600m에 위치한 콘크리트 고정보의 영향이 홍수 시 흐름의 수위-유속분포에 영향을 미쳐 높게 산정된 것으로 판단된다. 따라서 유량산정에 있어 환산계수는 4개 성과에서 산정된 환산계수의 평균치인 0.92를 적용하여 산정하였다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제10권3호
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• pp.51-63
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• 2023

하천내 수목관리는 홍수와 생태 관리의 균형점을 찾는다는 점에서 매우 중요하며 이를 위해서는 수목이 하천 수위에 미치는 영향을 정확하게 평가할 필요가 있다. 본 연구에서 수목에 작용하는 항력을 고려하는 수목조도공식 8개에 대해 검토하여 실무 수리계산의 관점에서 수목 조도계수 공식의 특성과 적용성을 평가하였다. 개별 수목 조도계수 공식의 수심별 조도계수 산정 특성을 비교하고, 수관부 영향, 수목밀도와 직경 영향, 수목 강성계수 영향, 수위 산정 결과 등을 분석하였다. 동일 조건 수심별 조도계수 비교를 통해 Kouwen and Fathi-Moghadam 공식과 Fischenich 공식은 타 공식에 비해 과도한 조도계수를 산정하였다. 수관부, 수목 직경, 수목 밀도 등은 공식에 따라 상이한 경향을 나타내나 과도한 특이점은 없는 것으로 나타났다. 수목 강성계수를 고려하는 Freeman et al. 공식과 Whittaker et al. 공식은 강성계수에 따라 조도계수가 매우 큰 차이를 나타낸다. 8개 공식의 조도계수 산정 결과를 이용하여 국내 중소규모 가상 하천에 적용한 결과 최대 약 0.2 - 0.4 m 정도의 수위 상승효과를 나타내고 있다. 이상의 검토를 통해 유사한 특성을 가지며 입력자료의 불확실성이 낮은 Baptist et al., Huthoff et al., Cheng, Luhar and Nepf 등의 4개 공식이 실무 적용에 적합한 것으로 판단하였다.

• 한국측량학회지
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• 제31권4호
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• pp.251-257
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• 2013

음파수심측정이나 수심깊이의 측정은 최근 들어 정확도와 해상도, 대상영역의 확장에 따라 더욱 더 정교해지고 있다. 멀티빔 에코사운딩에 대한 수요가 증가한다 하더라도 싱글빔 에코사운딩은 많은 측량분야에서 싱글라인 수심단면을 얻기 위하여 여전히 사용되고 있다. 싱글빔 에코사운딩은 항정선에 따라 선박이 이동한 경로의 하나의 수심단면을 얻게 된다. 본 연구에서는 이러한 싱글빔 에코사운더에 GNSS수신기가 장착된 장비를 이용하여 남강댐 유역에서의 퇴적량을 산정하고자 하였다. GNSS측량은 기존의 연구와 달리 현장에서 기준국을 설치하지 않고 위성항법중앙사무소가 서비스하는 DGNSS NTRIP서비스를 이용하였다. 연구결과 남강댐 유역에서의 세굴량은 $603,650m^3$, 퇴적량은 $3,913,750m^3$, 그리고 순퇴적량은 $3,310,100m^3$인 것으로 나타났다. 또한 위성항법중앙사무소의 DGNSS NTRIP서비스를 활용한 에코사운딩 수심측량은 내륙지역에서도 그 유용성을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.2860-2867
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• 2015

안정하도 설계는 상류에서 유입되는 유사량과 설계 단면에서 발생하는 유사량이 같아지는 조건을 만족하는 하도의 하폭, 수심, 경사를 결정하는 것을 의미한다. 따라서 안정하도를 설계할 때 가장 지배적인 영향을 미치는 변수는 단면 발생 유사량 계산을 위한 공식의 선정이다. 특히 자갈로 구성된 하상의 유사량을 산정할 경우 모래 하천을 기준으로 개발된 유사이송공식을 활용하게 되면 산정 값에서 큰 오차가 발생 할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 자갈하상에 적용가능 한 유사이송공식을 기존의 안정하도 설계 프로그램에 추가하여 자갈하천 안정하도 단면을 계산하였으며, 특히 설계구속인자가 존재할 경우에 대해 해석적 방법을 적용하여 안정하도 단면을 도출하였다. 그 결과, 하폭의 변화가 제한된 조건의 경우 가장 얕은 수심을 제시한 공식은 Ackers and White 공식이었으며, 자갈하상 공식인 Meyer-Peter and $M\ddot{u}ller$ 공식의 경우 실제 하천 수심 2.4 m에 비해 0.8 m 깊은 수심이 발생하였다. 수심의 변화가 제한된 조건에서는 Engelund and Hansen 공식이 실제 하폭에 비해 약 2배 큰 하폭을 제시하였으며, Meyer-Peter and $M\ddot{u}ller$ 공식의 경우 실제 하천 하폭 44 m 보다 약 20 m 큰 하폭을 제시하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권4호
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• pp.560-566
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• 2010

삼천포항은 국가 지정 무역항으로 새로운 항만이 건설되고 있으며 이에 따른 안전의 요구가 증가하고 있다. 이러한 해상안전을 위한 요구사항을 충족하기 위해 다중빔 음향측심기를 이용한 삼천포 남부해역에 대한 수로측량이 실시되었다. 본 연구에서는 수로측량의 주요한 항목인 수심자료를 획득하였으며, 이 자료를 국제수로기구(IHO)에서 2008년 2월에 간행한 특별 간행물의 최소 수로측량 기준과 비교한다. 3단계로 수심자료를 분석한 결과, 좌 우현의 외곽 빔에 대한 제거범위를 산정하여 필터링함으로서 자료처리의 효율성과 자료의 정확도를 높일 수 있었으며, 남쪽해역은 해류 등 외부환경의 영향 큰 해역에서는 0.2m 정도의 오차가 나타났으며, 중앙 부 및 상부에서는 0.2m이내의 오차가 나타났다. 연구해역의 수심자료는 국제수로기구 수로측량 규정에서 특등급의 허용 오차 내에 99%가 포함되고 1등급에는 100%만족하는 것을 확인 하였다. 본 연구를 통해 해상교통안전지원, 연안관리 등 해양활동의 의사결정의 정확성을 높이는데 기여할 것이다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제53권12호
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• pp.1059-1070
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• 2020

하천단면 계측자료는 하천관리를 위한 유량산정 및 홍수 예·경보 방안 등 수리·수문 모델링 관련 연구에서 가장 중요한 입력자료 중 하나이다. 그러나 불규칙한 기하학적 구조로 이어지는 하천의 정확하고 연속적인 단면자료의 취득은 시간과 비용적 측면에서 큰 제약이 따른다. 이러한 관점에서 본 연구의 목적은 연속적인 하천특성의 공간분포를 시간과 비용, 인력의 투입을 최소화하여 계측할 수 있는 방법론을 개발하는 것이다. 따라서 RGB기반 항공 이미지와 실측 자료를 이용한 다중 선형 회귀 분석을 통해 각 단면별로 수심을 추정하고 연속적인 단면 추정 가능성과 정확도를 검토하고자 하였다. 실측 자료와 비교검증을 통해 공간적으로 이질적인 관계를 포착할 수 있는 수심 약 2 m 내외에서 수심을 정확하게 추정할 수 있음을 확인하였으며 이를 통해 정확하고 연속적인 하천 단면 취득에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2008년도 학술발표회 논문집
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• pp.669-673
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• 2008

본 연구에서는 식생 하층 및 상층영역의 층평균 유속 및 유속 분포에 관련한 모형을 제시하였다. 제안된 모형을 정상류 흐름에 적용할 경우, 수심, 경사, 식생밀도, 식생높이와 같은 기본조건만을 이용하여, 각 층의 평균유속 뿐만 아니라 유속 분포를 산정할 수 있다. 모의 식생 및 레이저 도플러 유속계를 이용한 실내 수리실험을 수행하여 제안식의 적용성 및 정확성을 파악하였고, 기존 문헌 자료의 유속 및 식생 자료를 이용하여 범용성을 확인하였다. 분석 결과 본 연구에서 제시된 제안식이 비교적 정확하게 각 식생층의 평균유속을 산정하는 것으로 나타났으며, 식생조건 및 흐름조건의 변화에 따른 조도계수의 변화 양상에 대해 살펴보았다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2013년도 추계학술대회
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• pp.151-153
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• 2013

최근 해양에너지플랜트 및 도서지역을 연결시키기 위한 해저 파이프라인 및 통신, 전력 케이블 매설공사가 빈번하게 이루어지고 있다. 특히, 연안항로를 가로지르는 해저케이블 매설공사에는 준설장비를 동원하여 해저부를 굴착하고 케이블을 부설한 후 상단을 덮어 보호하는 일련의 작업과정이 행해지며 이 과정에서 해저저질의 상태, 준설심도, 조류 또는 연안류의 흐름강도, 수심, 통항선박 등 다양한 조건에 따라 단면의 굴착심도 및 폭이 결정되며, 작업의 순서 또는 방법에 따라 여굴의 정도도 변하게 된다. 본 연구에서는 우리나라 서해안 실제해역에서 연안 도서를 연결하는 전력, 통신망의 개통을 위한 해저케이블 부설과 관련한 굴착단면의 실태를 실제 현장여건과 관련해서 적정단면과 준설물량의 산정을 다루어 해저환경변화에 대처하기 위한 기초자료를 제공하고자 하였다. 이를 위하여 대상해역에서 주요설계 지침에 따른 해저부 굴착단면의 평가와 적정단면을 검토하였으며, 이 단면에 따른 준설 적정물량을 산정하여 작업공정에 활용할 수 있도록 하였다.